Реальные размеры вселенной: Как осознать размеры вселенной. Каковы размеры Вселенной? Реальные размеры Вселенной

Как осознать размеры вселенной. Каковы размеры Вселенной? Реальные размеры Вселенной

Каждый из нас хотя бы раз задумывался, в каком огромном мире мы живем. Наша планета — это безумное количество городов, сел, дорог, лесов, рек. Большинство за свою жизнь не успевает увидеть и половины. Представить грандиозные масштабы планеты сложно, но есть задача еще тяжелее. Размеры Вселенной — вот что, пожалуй, не под силу вообразить даже самому развитому уму. Попробуем разобраться, что думает на этот счет современная наука.

Основное понятие

Вселенная — это все, что нас окружает, о чем мы знаем и догадываемся, что было, есть и будет. Если снизить накал романтизма, то этим понятием определяется в науке все, существующее физически, с учетом временного аспекта и законов, регулирующих функционирование, взаимосвязь всех элементов и так далее.

Естественно, представить себе реальные размеры Вселенной достаточно трудно. В науке этот вопрос является широко обсуждаемым и единого мнения пока нет. В своих предположениях астрономы опираются на существующие теории формирования мира, каким мы его знаем, а также на полученные в результате наблюдения данные.

Метагалактика

Различные гипотезы определяют Вселенную как безразмерное или невыразимо огромное пространство, о большей части которого мы мало что знаем. Для внесения ясности и возможности обсуждения области, доступной для изучения, было введено понятие Метагалактика. Этот термин обозначает часть Вселенной, доступной для наблюдения астрономическими методами. Благодаря совершенствованию техники и знаний она постоянно увеличивается. Метагалактика является частью так называемой наблюдаемой Вселенной — пространства, в котором материя за период своего существования успела достигнуть современного положения. Когда речь заходит о понимании того, каковы размеры Вселенной, в большинстве случаев говорят о Метагалактике. Современный уровень развития техники позволяет наблюдать объекты, расположенные на расстоянии до 15 млрд световых лет от Земли. Время в определении этого параметра играет, как видно, не меньшую роль, чем пространство.

Возраст и размеры

Согласно некоторым моделям Вселенной, она никогда не появлялась, а существует вечно. Однако главенствующая сегодня теория Большого взрыва задает нашему миру «отправную точку». По представлениям астрономов, возраст Вселенной — примерно 13,7 млрд лет. Если переместиться назад во времени, то можно вернуться к Большому взрыву. Независимо от того, бесконечны ли размеры Вселенной, наблюдаемая ее часть имеет границы, поскольку конечна скорость света. В нее входят все те местоположения, которые могут оказывать воздействие на земного наблюдателя со времени Большого взрыва. Размеры наблюдаемой Вселенной увеличиваются благодаря ее постоянному расширению. По последним оценкам, она занимает пространство в 93 миллиарда световых лет.

Множество

Посмотрим, что представляет собой Вселенная. Размеры космического пространства, выраженные в сухих цифрах, конечно, поражают, но трудны для понимания. Для многих будет проще осознать масштабы окружающего мира, если они узнают, сколько систем, подобных Солнечной, умещается в нем.

Наша звезда и окружающие ее планеты лишь крохотная часть Млечного пути. По данным астрономов, Галактика насчитывает примерно 100 миллиардов звезд. У некоторых из них уже обнаружены экзопланеты. Поражают не только размеры Вселенной — уже пространство, занимаемое ее ничтожной частью, Млечным Путем, внушает уважение. Свету для того чтобы пройти нашу галактику, требуется сто тысяч лет!

Местная группа

Внегалактическая астрономия, которая начала развиваться после открытий Эдвина Хаббла, описывает множество структур, схожих с Млечным путем. Ближайшие его соседи — это Туманность Андромеды и Большое и Малое Магеллановы Облака. Вместе с еще несколькими «спутниками» они составляют местную группу галактик. От соседнего аналогичного формирования ее отделяет приблизительно 3 млн световых лет. Даже страшно представить, сколько потребовалось бы современному самолету времени, чтобы преодолеть такое расстояние!

Наблюдаемые

Все местные группы разделены обширным пространством. Метагалактика включает несколько миллиардов структур, аналогичных Млечному пути. Размеры Вселенной действительно поражают. Световому лучу для преодоления расстояния от Млечного пути до Туманности Андромеды требуется 2 млн лет.

Чем дальше от нас расположен участок космоса, тем меньше мы знаем о его современном состоянии. Из-за конечности скорости света ученые могут получить информацию только о прошлом таких объектов. По тем же причинам, как уже было сказано, область Вселенной, доступной для астрономических изысканий, ограничена.

Другие миры

Однако это еще не все поражающее воображения сведения, которыми характеризуется Вселенная. Размеры космического пространства, по-видимому, значительно превосходят Метагалактику и наблюдаемую часть. Теория инфляции вводит такое понятие, как Мультивселенная. Она состоит из множества миров, вероятно, образовавшихся одновременно, не пересекающихся друг с другом и развивающихся независимо. Современный уровень развития техники не дает надежды на познание подобных соседних Вселенных. Одна из причин — все та же конечность скорости света.

Быстрое развитие науки о космосе меняет наше представление о том, каких размеров Вселенная. Современное состояние астрономии, составляющие ее теории и выкладки ученых трудны для понимания непосвященного человека. Однако даже поверхностное изучение вопроса показывает, насколько огромен мир, частью которого мы являемся, и как мало о нем мы еще знаем.

Инструкция

«Открылась бездна, звезд полна; звездам числа нет, бездне – дна», — писал в одном из стихотворений гениальный российский ученый Михаил Васильевич Ломоносов. Это и есть поэтическое утверждение бесконечности Вселенной.

Возраст «бытия» обозримой Вселенной — около 13,7 миллиардов земных лет. Свет, который приходит от далеких галактик «с края мира», идет до Земли более 14 миллиардов лет. Получается, диаметральные размеры Вселенной можно вычислить, если примерно 13,7 умножить на два, то есть 27,4 миллиарда световых лет. Радиальный размер сферической модели — примерно 78 млрд световых лет, а диаметр – 156 млрд световых лет. Это — одна из последних версий американских ученых, результат многолетних астрономических наблюдений и расчетов.

В обозримой вселенной 170 миллиардов галактик, подобных нашей. Наша как бы находится в центре гигантского шара. От самых дальних космических объектов виден реликтовый свет – фантастически древний с точки зрения человечества. Если проникнуть очень глубоко в систему пространство-время, можно увидеть юность планеты Земля.

Существует конечный предел возраста наблюдаемых с Земли светящихся космических объектов. Вычислив предельный возраст, зная время, которое понадобилось свету для того, чтобы пройти расстояние от них до поверхности Земли, и зная константу, скорость света, по известной со школы формуле S=Vxt (путь = скорость, умноженная на время) ученые и определили вероятные размеры наблюдаемой Вселенной.

Представлять Вселенную в форме трехмерного шара – не единственный путь построения модели Вселенной. Есть гипотезы, предполагающие, что Вселенная имеет не три, а бесконечное число измерений. Есть версии, что она, подобно матрешке, состоит из бесконечного множества вложенных друг в друга и отстоящих друг от друга шарообразных образований.

Есть предположение, что Вселенной неисчерпаема по различным критериям и разным осям координат. Люди считали мельчайшей частицей материи «корпускулу», потом «молекулу», потом «атом», потом «протоны и электроны», потом заговорили об элементарных частицах, которые оказались совсем не элементарными, о квантах, нейтрино и кварках… И никто не даст гарантию, что внутри очередной супермикроминичастицы материи не находится очередная Вселенная. И наоборот – что видимая Вселенная не представляет собой только микрочастицу материи Супер-Мега-Вселенной, размеры которой никому не дано даже вообразить и подсчитать, настолько они велики.

В космологии до сих пор нет четкого ответа на вопрос, который затрагивает возраст, форму и размеры Вселенной, а также нет единого мнения о ее конечности. Поскольку, если Вселенная конечна, то она должна либо сжиматься, либо расширяться. В том случае, если она бесконечна, многие предположения теряют смысл.

Еще в 1744 году астроном Ж.Ф. Шезо первый усомнился в том, что Вселенная

Бесконечна: ведь если количество звезд не имеет границ, то почему не сверкает небо и почему оно темное? В 1823 году Г. Олбес аргументировал наличие границ Вселенной тем, что свет, идущий к Земле от далеких звезд, должен становиться более слабым из-за поглощения веществом, которое находится на их пути. Но в таком случае сама эта субстанция должна нагреваться и светиться не хуже любой звезды. нашло свое подтверждение в современной науке, которая утверждает, что вакуум и есть «ничто», но вместе с тем он обладает реальными физическими свойствами. Конечно, поглощение вакуумом приводит к повышению его температуры, следствием чего являются тот факт, что вакуум становится вторичным источником излучения. Поэтому в том случае, если действительно размеры Вселенной бесконечны, то свет звезд, которые достигли предельного расстояния, имеет настолько сильное красное смещение, что начинает сливаться с фоновым (вторичным) излучением вакуума.

Вместе с тем, можно говорить, что наблюдаемой человечеством, конечны, поскольку конечна и сама Расстояние в 24 Гигапарсекса является границей светового космического горизонта. Однако из-за того, что увеличивается, конец Вселенной находится на расстоянии 93 миллиардов

Наиболее важным результатом космологии явился факт расширения Вселенной. Он был получен при наблюдениях за красным смещением и затем получил количественную оценку в соответствии с законом Хаббла. Это привело ученых к выводам, что теория Большого взрыва находит свои подтверждения. По данным НАСА,

которые были получены с помощью WMAP, начиная от момента Большого взрыва, равняется 13.7 миллиарда лет. Однако данный результат возможен только в том случае, если предположить, что та модель, которая лежит в основе анализа, корректна. При использовании других методов оценки получаются совершенно другие данные.

Затрагивая устройство Вселенной, нельзя не сказать и о ее форме. До сих пор не найдена та трехмерная фигура, которая бы наилучшим образом представила ее образ. Данная сложность связана с тем, что до сих пор точно не известно, плоская ли Вселенная. Второй аспект связан с тем, что доподлинно не известно о множественной соединенности ее. Соответственно, если размеры Вселенной пространственно ограничены, то при движении по прямой линии и в любом направлении можно оказаться в исходной точке.

Как мы видим, технический прогресс еще не достиг того уровня, чтобы точно ответить на вопросы, касающиеся возраста, устройства и размеров Вселенной. До сих пор многие теории в космологии не нашли своего подтверждения, но и не были опровергнуты.

Космос называется Метагалактикой. Ещё её называют нашей Вселенной. Состоит эта колоссальная структура из миллиарда , и – лишь пылинка в этой совокупности звёздных систем, границы которой стремительно . Активные исследования Метагалактики начались с построением телескопов достаточной степенью увеличения. С их помощью удалось заглянуть в очень далекий космос. Например, было установлено, что многие светлые пятна не просто , а целые системы галактик.

Структура

Если взять среднюю плотность вещества Метагалактики, то она составит 10 -31 – 10 -32 г/см 3 . Конечно, не всё пространство однотипно, есть неоднородности значительных масштабов, есть и пустоты. Некоторые галактики сгруппированы в системы. Они могут быть двойными или же более многочисленными, вплоть до сотен, тысяч и даже десятков тысяч галактик. Такие суперскопления называются облаками. К примеру, Млечный Путь, и ещё полтора десятка галактик, входят в местную группу, которая является частью огромного облака. Центральная часть этого облака – ядро, состоящее из скопления нескольких тысяч галактик. До этого образования, находящегося в созвездиях Волосы Вероники и Дева, всего 40 млн. световых лет. Но о строении Метагалактики пока известно очень мало. Это же относится и к её форме и размерам. Ясно лишь то, что не обнаруживается уменьшения плотности распределения галактик ни в одном из направлений. Это свидетельствует об отсутствии границ нашей Вселенной. Или же область, подвластная исследованиям, недостаточно велика. Фактически, структура Метагалактики выглядит, как пчелиные соты, а размеры их ячеек – 100 – 300 млн. световых лет. Внутренние полости сот – войды
– практически пусты, а вдоль стенок располагаются кластеры из галактических скоплений.

Каковы её размеры

Как мы выяснили, Метагалактика – Вселенная, которую мы в состоянии обозреть. Она начала расширяться сразу же после своего появления (после Большого Взрыва). Её границы после взрыва определены по реликтовому излучению, поверхность последнего рассеянияПоверхность последнего рассеивания — удалённая область космоса, на которой сегодняшние фотоны реликтового излучения последний раз рассеялись ионизированной материей, сейчас с Земли представляется как сферическая оболочка. Ближе, чем эта поверхность, Вселенная являлась, по существу, уже прозрачной для излучения. Хотя поверхность имеет конечную толщину, она является относительно резкой границей.
является самым удалённым объектом наблюдений.

За границами Метагалактики находятся объекты, возникшие независимо от результатов Большого взрыва нашей Вселенной, о которых неизвестно практически ничего.

Расстояния до сверхдальних объектов

Последние измерения самого удалённого объекта – реликтового излучения – выдали значение порядка 14 млрд. парсек.
Такие размеры получились по всем направлениям, из чего следует, что Метагалактика, скорее всего, имеет формы шара. И диаметр этого шара – почти 93 млрд. световых лет. Если же посчитать его объём, то он составит около 11,5 трлн. Мпк 3 . Но известно, что сама Вселенная гораздо обширнее границ наблюдений. Самая же дальняя из обнаруженных галактик – UDFj-39546284. Она видима лишь в инфракрасном диапазоне. До неё 13,2 млрд. световых лет, и предстаёт она в таком виде, какою была, когда Вселенной исполнилось всего 480 млн. лет.

Диаметр Луны 3000 км, Земли — 12800 км., Солнца 1,4 млн. километров, при этом расстояние от Солнца до Земли 150 млн. км. Диаметр Юпитера, самой большой планеты нашей солнечной системы — 150 тыс. км. Не зря говорят, что Юпитер мог бы быть звездой, в видео рядом с Юпитером расположена работающая
звезда, ее размеры () даже меньше Юпитера. Кстати, раз уж коснулись Юпитера, то возможно вы не слышали, но Юпитер не вращается вокруг Солнца. Дело в том, что масса Юпитера настолько велика, что центр вращения Юпитера и Солнца находится за пределами Солнца, таким образом и Солнце и Юпитер вращаются совместно вокруг общего центра вращения.

По некоторым расчетам в нашей галактике, которая называется «Млечный путь» (Milky Way), находится 400 млрд. звезд. Это далеко не самая крупная галактика, в соседней Андромеде звезд больше триллиона.

Как указано в видео на 4:35 через несколько миллиардов лет наш Млечный путь столкнется с Андромедой. Согласно некоторых расчетов, используя любые известные нам технологии, даже усовершенствованные в будущем, мы не сможем долететь до других галактик, так как они постоянно удаляются от нас. Помочь нам может только телепортация.
Это плохая новость.

Хорошая новость — мы с вами родились в удачное время, когда ученые видят другие галактики и могут теоретизировать на тему Большого взрыва и других явлений. Если бы мы родились намного позже, когда все галактики разлетелись бы далеко друг от друга, то скорее всего мы не смогли бы узнать, как возникла вселенная, были ли другие галактики, был ли Большой взрыв и т.п. Мы бы считали, что наш Млечный путь (объединенный к тому времени с Андромедой) — единственный и уникальный во всем космосе. Но нам повезло, и мы что-то знаем. Наверное.

Вернемся к цифрам. Наш небольшой Млечный путь содержит до 400 млрд. звезд, соседняя Андромеда более триллиона, а всего таких галактик в наблюдаемой вселенной насчитывается более 100 млрд. И во многих из них содержат по несколько триллионов звезд. Это может показаться невероятным, что в космосе такое количество звезд, но как то американцы взяли и навели свой могучий телескоп Хаббл на совершенно пустое пространство в нашем небе. Понаблюдав за ним несколько дней, они получили вот такую фотографию:

На совершенно пустом участке нашего неба они нашли 10 тыс. галактик (не звезд), каждая из которых содержит миллиарды и триллионы звезд. Вот этот квадратик в нашем небе, для масштаба.

А что творится за пределами наблюдаемой вселенной мы не знаем. Размеры вселенной, которую мы видим порядка 91,5 млрд. световых лет. Что за дальше — неизвестною. Возможно вся наша вселенная всего лишь пузырек в бурлящем океане мультивселенных. В которых может быть даже действуют другие законы физики, например не работает закон Архимеда и сумма углов не равна 360 гр.

Наслаждайтесь. Размеры вселенной на видео:

Хотите увидеть реальные размеры Вселенной? Теперь у вас есть такая возможность

Как часто вы задумываетесь о том, насколько наша Вселенная большая? В повседневной суете вряд ли каждый из нас часто и вовсе о ней вспоминает — в конце концов, какой с этого прок, если большинство людей на планете не астрофизики. К тому же, увидеть реальный размер Вселенной своими глазами — действие само по себе невозможное. Но так было лишь до недавнего времени. Предлагаем вам немного отвлечься от ежедневных забот, расположиться поудобнее, включить расслабляющую музыку и отправиться в небольшое путешествие по обозримой Вселенной. Ну что, поехали?

Готовы ли вы отправиться в небольшое космическое путешествие?

Если вы когда-либо сомневались в том, что наш мир — безумное место, то пришла пора эти сомнения отбросить. И речь идет не о живых существах, населяющих планету Земля. Как минимум удивительным является сам факт того, что наш каменистый дом находится в космосе, в Солнечной системе рядом с другими планетами. А сама звездная система соседствует с другими системами в галактике Млечный Путь, которая, в свою очередь, входит в так называемую Местную группу галактик, которая … но обо всем по порядку.

Краткий экскурс во Вселенную

В 1920-х годах прошлого века астроном Эдвин Хаббл обнаружил нечто совершенно революционное и беспрецедентное. Он обнаружил, что наша Вселенная … жива. Она динамична, она меняется, она развивается со временем. Наша Вселенная была другой в прошлом и изменится в будущем. С течением времени галактики удаляются от нас и друг от друга. Мы живем в расширяющейся Вселенной. Но насколько быстро она расширяется сегодня? Астрономы стараются найти ответ на этот вопрос, но разные методы дают разные результаты, и решение этой проблемы может прийти в виде совершенно новой физики. Или же ученые делают что-то не так. Трудно сказать.

Мы понимаем расширение Вселенной благодаря общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Также, как понимаем гравитационные взаимодействия небесных объектов и компонентов Вселенной между собой. Общая теория относительности связывает количество и виды компонентов в пространстве с искажениями этого пространства, вызывая изгибы, сгибы и придавая Вселенной характерные особенности. Затем эта геометрия пространства-времени позволяет нам понять как движутся объекты, компоненты и сама Вселенная.

Перед вами модель расширяющейся Вселенной

Вселенная по определению состоит из самых разных компонентов, и поэтому подчиняется общей теории относительности. Количество и виды компонентов в больших масштабах подсказывают пространству-времени, как изгибаться в тех же самых больших масштабах и этот изгиб пространства-времени указывает всем остальным компонентам направление движения. Таким образом, ингредиенты Вселенной влияют на скорость ее расширения. И в разные моменты космической истории за это отвечали разные компоненты. Вселенная состоит из нормальной материи, радиации, темной материи и темной энергии. В течение последних 13,8 миллиардов лет некоторые из компонентов являлись более доминирующими, чем другие, что сказывалось на темпах расширения Вселенной в это конкретное время. И если изучая микроволновое излучение ученые могут понять, какой Вселенная была в молодости, то главным вопросом сегодня является причина ее ускоряющегося расширения. Вероятно, ответ на этот вопрос кроется в загадочной темной энергии — именно она, по мнению специалистов, является своего рода драйвером, который заставляет Вселенную ускорятся. Не так давно мы рассказывали вам о том, как ученые ищут темную энергию. Надеемся, ответ не заставит себя долго ждать.

Будьте первым, кто узнает обо всех научных открытиях, подписывайтесь на наш новостной Telegram-канал

Эта таинственная, необъятная Вселенная

Думаю, все понимают, что на многие фундаментальные вопросы человечество не знает ответов. И это нормально. Как минимум, неизвестность, которую у нас есть возможность познать, разжигает в каждом человеке искреннее любопытство и желание хотя бы одним глазком посмотреть, что же находится там — за пределами нашей планеты. Технологический и научный прогресс позволил нам запустить в космос телескопы, космические аппараты и возвести Международную космическую станцию. Так, постепенно, с течением времени человечество познакомилось не только с обитателями Солнечной системы, но и с теми объектами, что находятся за ее пределами. Особенно выдающимся в этом свете выглядит Нобелевская премия по физике, которую в этом году вручили за открытие экзопланет — небесных тел, которые вращаются вокруг других звезд и на поверхности которых, возможно, есть жизнь. Миллиарды звезд и триллионы галактик — разве может человеческий разум так легко представить себе эти масштабы? Исследователи сомневаются в этом. Но попытаться посмотреть на Вселенную и понять реальные размеры небесных объектов определенно стоит. Так что почему бы не сделать это прямо сейчас?

Кадр сайта The Size of Space, который показывает насколько большие все объекты во Вселенной

Реальные размеры Вселенной

Новый сайт под названием «The Size of Space» показывает, насколько непостижимо обширен космос. Когда вы прокручиваете в сторону, сайт отправляется в увлекательное космическое путешествие — начиная от космонавта до всей наблюдаемой Вселенной. По мере увеличения масштаба, от космического корабля до спутников, планет и звезд, более мелкие объекты становятся крошечными точками, прежде чем исчезнуть совсем. Нил Агарвал, программист The Size of Space, использовал одни из лучших визуализаций для каждого из объектов — например, вращающуюся Землю программист создал на основе спутниковых снимков нашей планеты. А вот большинство черных дыр представляют собой просто нарисованные от руки круги, смешанные между красочными изображениями далеких галактик и сверхновых звезд. За исключением одного единственного изображения черной дыры M87*, которая была представлена миру в начале этого года.

ВселеннаяГалактикиКосмос

Для отправки комментария вы должны или

Размеры Вселенной

Одной из причин освоения мира является заложенное в человечестве любопытство, тяга к познанию себя и окружающего мира.

Одним из вопросов мироздания, занимающих умы человечества на протяжении уже нескольких тысяч лет, являются размеры Вселенной.

История исследований размеров Вселенной

В древности границы мира человека ограничивались сначала пределами его поселения, потом они расширились, и Земля казалась диском, лежащим на черепахе и слонах. Однако, уже древнегреческий философ Аристотель пришёл к выводу, что Земля является круглой, при этом она является центром мира, вокруг которого обращаются планеты и Солнце.

Такое мировоззрение продержалось до Нового времени, когда в результате развития европейской науки и техники появились новые научные знания. Исследования Николая Коперника, Галилео Галилея, Исаака Ньютона и многих других ученых поменяли мировоззрение людей и границы Вселенной вновь расширились. Земля хоть и перестала быть центром Солнечной системы, но видимый мир замыкался в пределах одной единственной пусть и огромной галактики Млечный Путь, включающей в себя все остальные небесные объекты.

Новый этап развития в познании границ Вселенной наступил в ХХ веке.

В начале ХХ века исследователи Эйнар Герцшрунг и Харлоу Шелпи разработали метод, по которому, делая сравнения абсолютной светимости звёзд с видимой светимостью, можно с довольно высокой точностью рассчитать расстояние до звёзд.

На основе данного метода в 1922 году советский астроном Эрнст Эпик смог определить расстояние до Андромеды. Расстояние оказалось на порядок больше, чем размеры Млечного пути.

В результате дальнейших исследований удалось установить, что галактики являются одной из очень малых частей Вселенной. Галактики складываются в скопления, а скопления в сверхскопления галактик. Сверхскопления в свою очередь складываются в галактические нити, а они вместе с гигантскими пустотами- войдами, образуют галактические стены – относительно плоские участки скоплений и сверхскоплений галактик.

Именно эти структуры, галактические нити, войды и стены и составляют крупномасштабную структуру изучаемой Вселенной. —

Современная модель Вселенной

Альберт Эйнштейн стал ученым, который совершил первый шаг в направлении к созданию современной нам модели Вселенной.

В 1917 году Эйнштейн ввёл модель стационарной Вселенной, основанной на его же общей теории относительности. Согласно модели Эйнштейна Вселенная является бесконечной во времени и в то же время конечной в пространстве.

Эйнштейн считал, что Вселенная представляет собою некую замкнутую оболочку гиперсферы. В пример можно привести обычный глобус. Сколько бы путник не шёл по Земле края её он не встретит, но что не означает бесконечность планеты. Согласно Эйнштейнуу Вселенная обладает конечным объёмом, количеством звёзд и конечной массой.

Но в 1922 году советский физик Александр Фридман дополнил модель Эйнштейна выводом, что Вселенная не статичная, а может расширяться или сжиматься со временем.

Подтвердил выводы Фридмана уже Эдвин Хаббл.

В результате Вселенная получила определённый возраст, который был строго зависим от постоянной Хаббла, которая характеризовала скорость её расширения.

В 1948 году советский физик Георгий Гамов разработал гипотезу «горячей Вселенной». Согласно этой гипотезе развитие Вселенной началось с состояния горячей и плотной плазмы. Такая плазма состояла из элементарных частиц. А эволюция Вселенной продолжается с идущим расширением. Эта гипотеза стала основой теории Большого Взрыва.

В 1965 году открытие американскими специалистами реликтового излучения подтвердило догадки о горячей Вселенной.

В 1998 году исследователи определили, что Вселенная расширяется с ускорением. Это открытие определило современные нам представления о природе изучаемой Вселенной.

Было введено понятие темной материи, которая содержала большую часть массы Вселенной.

Современное представление о размере наблюдаемой Вселенной

Замечание 1

В современной науке выстраиваемая модель Вселенной носит название ΛCDM-модель.

В этой аббревиатуре:

• «Λ» — говорит о присутствии космологической постоянной, которая объясняет ускоренное расширение Вселенной.
• «CDM» — говорит о том, что холодная темная материя заполнила Вселенную.

Согласно последним исследованиям постоянная Хаббла равна приблизительно 71 (км/с)/Мпк. Эта цифра соответствует известному возрасту Вселенной, равному 13,75 млрд. лет. А если известен возраст, то можно определить и размер наблюдаемой специалистами области Вселенной.

Размеры наблюдаемой Вселенной делят на два типа:

• Первый тип – это видимый размер, который также называют радиусом Хаббла. Он равен 13,75 миллиарду световых лет.
• Второй тип – реальный размер, или горизонт частиц. Этот тип равен 45,7 миллиардов световых лет.

Замечание 2

Важно заметить, что оба размера не являются характеристикой реального настоящего размера Вселенной.

Это связано с тем, что:

• данные размеры имеют зависимость от местоположения наблюдателя в пространстве.
• эти горизонты имеют свойства изменяться со временем.

Так, в случае с ΛCDM-моделью горизонт частиц имеет свойство расширяться со скоростью большей, чем скорость горизонта Хаббла

Замечание 3

Таким образом, современная наука не дает ответа на вопрос о настоящих реальных размерах Вселенной, и есть ли у неё границы.

Однако, можно точно сказать, что известно современной науке. Это то, что у наблюдаемой нами Вселенной есть видимая и истинная граница. Эти границы называются соответственно радиусом Хаббла (13,75 млрд св. лет) и радиусом частиц (45,7 млрд. св. лет).

Такие границы полностью зависят от места, где находится наблюдатель и они, границы со временем расширяются.

При этом радиус Хаббла расширяется строго в соответствии со скоростью света. А горизонт частиц расширяется ускоренно.

Остаётся не выясненным, будет ли продолжаться ускорение горизонта частиц, и не придет ли ему на смену сжатие.

Насколько велика Вселенная?

(Изображение предоставлено космическим телескопом Хаббл НАСА/ЕКА)

Если вы когда-нибудь мечтали о путешествии во времени, просто посмотрите на ночное небо; проблески, которые вы видите, на самом деле являются моментальными снимками далекого прошлого. Это потому, что эти звезды, планеты и галактики находятся так далеко, что свет даже от самых близких может достигать Земли за десятки тысяч лет.

Вселенная, несомненно, большая. Но насколько он велик?

«Это может быть что-то, чего мы на самом деле никогда не узнаем», — сказала Live Science Сара Галлахер, астрофизик из Западного университета в Онтарио, Канада. Размер Вселенной — один из фундаментальных вопросов астрофизики. Также может быть невозможно ответить. Но это не мешает ученым пытаться.

Связанный: Что происходит в межгалактическом пространстве?

Чем ближе объект во Вселенной, тем легче измерить расстояние до него, сказал Галлахер. Солнце? Кусок пирога. Луна? Еще проще. Все, что нужно сделать ученым, — это направить луч света вверх и измерить время, необходимое для того, чтобы этот луч отразился от поверхности Луны и вернулся на Землю.

Но самые далекие объекты в нашей галактике сложнее, сказал Галлахер. В конце концов, чтобы добраться до них, потребуется очень сильный луч света. И даже если бы у нас были технологические возможности, чтобы светить так далеко, у кого есть тысячи лет, чтобы ждать, пока луч отразится от 9 Вселенной?0011 далекие экзопланеты и вернуться обратно к нам?

У ученых есть несколько хитростей в рукаве для работы с самыми дальними объектами во Вселенной. Звезды меняют цвет по мере старения, и, основываясь на этом цвете, ученые могут оценить, сколько энергии и света испускают эти звезды. Две звезды с одинаковой энергией и яркостью не будут выглядеть одинаково с Земли, если одна из этих звезд находится намного дальше. Чем дальше, тем, естественно, будет казаться тусклее. По словам Галлахера, ученые могут сравнить реальную яркость звезды с тем, что мы видим с Земли, и использовать эту разницу, чтобы рассчитать, насколько далеко находится звезда.

А как насчет абсолютного края вселенной ? Как ученые рассчитывают расстояния до объектов, находящихся так далеко? Вот где все становится действительно сложно.

Помните: чем дальше объект от Земли, тем дольше свет от этого объекта доходит до нас. Представьте себе, что некоторые из этих объектов находятся так далеко, что их свету потребовались миллионы или даже миллиарды лет, чтобы добраться до нас. А теперь представьте, что свету некоторых объектов требуется так много времени, чтобы совершить это путешествие, что за все миллиарды лет существования Вселенной он так и не достиг Земли. Это именно та проблема, с которой сталкиваются астрономы, сказал Live Science Уилл Кинни, физик из Университета штата Нью-Йорк в Буффало.

«Мы можем видеть только крошечный, маленький пузырь [вселенной]. А что находится за его пределами? Мы действительно не знаем», — сказал Кинни.

Но, рассчитав размер этого маленького пузыря, ученые могут оценить, что находится за его пределами.

Ученые знают, что Вселенной 13,8 миллиарда лет, плюс-минус несколько сотен миллионов лет. Это означает, что объект, свет которого дошел до нас 13,8 миллиарда лет, должен быть самым дальним объектом, который мы можем видеть. У вас может возникнуть соблазн подумать, что это дает нам простой ответ на вопрос о размере Вселенной: 13,8 миллиарда световых лет. Но имейте в виду, что Вселенная также постоянно расширяется с возрастающей скоростью. За то время, которое потребовалось свету, чтобы добраться до нас, край пузыря сдвинулся. К счастью, ученые знают, как далеко она сдвинулась: на 46,5 миллиардов световых лет, исходя из расчетов расширения Вселенной с момента Большого взрыва.

Связанный: Если бы существовала временная деформация, как бы физики ее нашли?

Некоторые ученые использовали это число, чтобы попытаться рассчитать, что находится за пределами того, что мы можем видеть. Основываясь на предположении, что Вселенная имеет искривленную форму, астрономы могут изучить закономерности, которые мы наблюдаем в наблюдаемой Вселенной, и использовать модели, чтобы оценить, насколько дальше простирается остальная часть Вселенной. Одно исследование показало, что реальная Вселенная может быть по крайней мере в 250 раз больше размера из 46,5 миллиардов световых лет, которые мы видим.

Но у Кинни есть и другие идеи: «Нет никаких доказательств того, что Вселенная конечна, — сказал он. — Она вполне может существовать вечно».

Нельзя точно сказать, конечна Вселенная или бесконечна, но ученые сходятся во мнении, что она «действительно чертовски огромна», — сказал Галлахер. К сожалению, та небольшая часть, которую мы можем видеть сейчас, — это максимум того, что мы когда-либо сможем наблюдать. Поскольку Вселенная расширяется с возрастающей скоростью, внешние края наблюдаемой нами Вселенной на самом деле движутся наружу со скоростью, превышающей скорость света. Это означает, что края нашей вселенной удаляются от нас быстрее, чем их свет может достичь нас . Постепенно эти края (и любых ресторанов там , как однажды написал британский автор Дуглас Адамс) исчезают из поля зрения.

Размер Вселенной и то, что мы не можем ее видеть, — это унизительно, — сказал Галлахер. Но это не мешает ей и другим ученым продолжать искать ответы.

«Возможно, мы не сможем понять это. Это может расцениваться как разочарование», — сказал Галлахер. «Но это также делает его действительно захватывающим».

• Что было до Большого Взрыва?
• Сколько мусора на Луне?
• Как образуется черная дыра?

Первоначально опубликовано на Live Science .

Изобель Уиткомб — автор статей для журнала Live Science, посвященный вопросам окружающей среды, животных и здоровья. Ее работы публиковались в New York Times, Fatherly, Atlas Obscura, Hakai Magazine и Scholastic’s Science World Magazine. Исобель уходит корнями в науку. Она изучала биологию в колледже Скриппса в Клермонте, штат Калифорния, одновременно работая в двух разных лабораториях и получая стипендию в Национальном парке Кратер-Лейк. Она получила степень магистра журналистики в программе Нью-Йоркского университета по науке, здравоохранению и экологии. В настоящее время она живет в Портленде, штат Орегон.

Постоянно увеличивающийся размер известной Вселенной

Расстояние до небесных тел, а также общий размер Вселенной обычно недооценивались на протяжении всей истории астрономии. Со времен древних греков и даже в последние годы новые открытия заставляют нас задуматься о том, насколько обширна и далека Вселенная. В настоящее время у нас нет доказательств того, что Вселенная не бесконечна по размеру.

Древние греки

В свое время Аристотель (384-322 гг. до н.э.) заложил принципы мироздания, которые останутся неизменными на протяжении 2000 лет. Он использовал философию и логику в качестве основы для своих учений о мире природы вместо экспериментов. Таким образом, он считал, что Вселенная конечна и ограничена сферой, содержащей неподвижные звезды.

Взгляд Аристотеля на Вселенную. Согласно его учению, видимые звезды были краем всей Вселенной.

Вне сферы ничего не было. Между этой сферой и орбитой Луны находилась промежуточная область, в которой находились Солнце и все планеты. Земля была неподвижна и находилась в центре Вселенной. В области Земля-Луна существовало все, что менялось. Сюда входили грозы, радуги, кометы и т. д. Все, что было за Луной, навсегда осталось прежним. Звезды были сделаны из пятого элемента, эфира, который придавал им самосвечение.

Все планеты и звезды вытянуты только за пределы орбиты Сатурна. Учение Аристотеля о космологии должно было стать стандартом на 2000 лет. Все это время, по мнению большинства, вся Вселенная была в поле зрения.

Расстояние до Солнца и Луны

Аристарх (310-230 гг. до н.э.) первым определил практическое расстояние до Луны. Он сделал это, наблюдая лунное затмение, во время которого тень, отбрасываемая Землей на Луну, дала ему представление об относительном размере двух тел. Поскольку угол наклона Луны к Земле можно измерить (около половины градуса), расстояние до нее можно оценить в диаметрах Земли. Аристарх получил расстояние до Луны в 25 земных диаметров по сравнению с современным значением, близким к 30.

Затем он перешел к гораздо более сложной задаче определения расстояния до Солнца. Он указал, что когда Луна освещена ровно наполовину, угол между линией Земля-Луна и линией Луна-Солнце составляет 90 градусов. Поэтому, если бы он измерил угол между линией Земля-Луна и линией Земля-Солнце, он мог бы рассчитать расстояние до Солнца в терминах расстояния Земля-Луна. Его метод геометрически верен, но требует чрезвычайно точных инструментов из-за большого расстояния до Солнца. Он получил угол 87 градусов, что означало, что Солнце было в 20 раз дальше, чем Луна. Его результаты были крайне неточными. Фактический угол равен 890,9 градуса, что означает, что Солнце более чем в 400 раз дальше от Земли, чем Луна. Аристарх недооценил расстояние до Солнца в 20 раз. Но он доказал, что Солнце намного дальше Луны, что для его времени было значительным достижением.

Размер Земли

Метод Эратосфена для определения диаметра Земли.

Все методы Аристарха основывались на неизвестном тогда диаметре Земли. Но в 240 г. до н.э., за 10 лет до смерти Аристарха, молодой математик по имени Эратосфен разработал простой способ определения окружности Земли. Он предположил, что Солнце находится очень далеко от Земли, и поэтому его лучи можно считать параллельными друг другу. Измерив угол теней, отбрасываемых в двух разных местах, и получив расстояние между ними, он смог с удивительной точностью вычислить окружность Земли, составляющую около 25 000 миль. По сравнению с сегодняшним принятым измерением 24,901 миля, расчет Эратосфена отличается менее чем на 1%.

Определив, что Солнце намного больше Земли, Аристарх сделал смелое предположение, что именно Солнце является центром Вселенной. Он принял учение Аристотеля об ограниченной Вселенной в виде сферы, содержащей неподвижные звезды на ее внешних границах. Но теперь, когда Солнце находится в центре, а Земля вращается вокруг него, Аристарх понял, что теперь он может использовать те же методы, чтобы определить расстояние до неподвижных звезд, наблюдая звездный параллакс. Параллакс — это эффект, при котором звезды кажутся слегка смещенными, когда Земля движется вокруг Солнца в течение года.

К сожалению, звездный параллакс обнаружить не удалось. Это привело Аристарха к заключению, что размер Вселенной, составлявший тогда расстояние до видимых звезд, был так велик, что, по его словам, если начертить очень большой круг, то орбита Земли предстала бы лишь точкой. Тогда Аристарх этого не знал, но даже самые близкие звезды имеют параллакс менее одной угловой секунды. Только в 19 веке звездный параллакс будет обнаружен.

Тем временем другой великий греческий астроном-наблюдатель по имени Гиппарх (194-120 гг. до н.э.) усовершенствовал методы Аристарха и определил расстояние Земля-Луна, равное 30 диаметрам Земли. А используя вычисления Эратосфена диаметра Земли, он получил расстояние от Земли до Луны в 237 000 миль (382 000 километров) с точностью до 1 процента.

Галилео

Пройдет более тысячи лет, прежде чем произойдет следующее шокирующее откровение об огромных размерах Вселенной. Будучи профессором математики в Падуе, недалеко от Венеции, Италия, Галилео Галилей услышал о недавнем изобретении фламандцами устройства, которое могло увеличить силу человеческого глаза. Его назвали телескопом, и, быстро разработав его конструкцию, он сам построил его. Он улучшал его конструкцию, пока не сконструировал тот, который давал увеличение в 33 раза. Имея апертуру почти 5 сантиметров, его телескоп эффективно увеличивал силу человеческого глаза в 100 раз.0003

Вместо того, чтобы использовать свой телескоп в коммерческих или военных целях, Галилей направил свое новое устройство в небо. Он видел горы и кратеры на Луне, кольца Сатурна, а также луны, вращающиеся вокруг других планет. Он описал чудеса, открытые его телескопом, в книге под названием Siderius Nuncias (Звездный вестник) , опубликованной в 1610 году. были не видны невооруженным глазом. В направлении Млечного Пути звезды появлялись в бесчисленном количестве. Учение Аристотеля о том, что звезды закреплены на сфере, обозначающей границу Вселенной, казалось менее вероятным. Это было первое нарушение представления о маленькой, близкой оболочечной Вселенной.

Размер нашей Солнечной системы

Джованни Кассини и Жан Рише установили основные размеры нашей Солнечной системы позже, в 17 веке. Впервые они измерили расстояние до Марса в 1673 году, наблюдая за планетой из двух очень удаленных мест на Земле: Парижа и Французской Гвианы. Оба они наблюдали положение Марса на фоне неподвижных звезд.

Различное угловое положение Марса позволило им рассчитать расстояние в 87 миллионов миль (140 миллионов километров). Они были в пределах 7 процентов от правильного значения 9.3 миллиона миль (150 миллионов километров). Теперь был установлен истинный масштаб Солнечной системы, и он был ошеломляюще велик.

Парадокс Ольберса

Генрих Вильгельм Ольберс был первым, кто наложил реальные научные ограничения на размер Вселенной. Он сделал это, сделав одно простое и глубокое наблюдение: ночью темнеет! В 1826 году он указал, что в бесконечной Вселенной, состоящей из звезд, любой луч зрения будет пересекать звезду, и небо будет постоянно ярким. Затем Ольберс пришел к выводу, что мы должны жить во Вселенной, которая конечна либо в пространстве, либо во времени. Его вопрос был основан на статической Вселенной, предположении, которое существовало с древних времен и останется в силе еще 100 лет.

Расстояние до звезд

Преувеличенное изображение эффекта звездного параллакса.

Только в 1838 году было построено наблюдательное оборудование, которое, наконец, стало достаточно точным, чтобы обнаружить звездный параллакс, то есть видимое колебание звезд, когда Земля вращается вокруг Солнца. За один год его наблюдали три разных астронома для трех разных звезд. Первым был Фридрих Бессель из Германии, который измерил параллакс звезды 61 Лебедя, равный 0,3 угловой секунды. Вторым был Томас Хендерсон, измеривший параллакс в 0,8 угловой секунды из британской обсерватории на мысе Доброй Надежды. Третьим человеком, обнаружившим звездный параллакс, был русский астроном Фридрих Струве, измеривший 0,1 угловой секунды для звезды Альфа Лиры (Вега).

Используя углы, наблюдаемые с разницей в 6 месяцев, были определены расстояния до этих звезд. Но расстояния были так велики, что выразить их в астрономических единицах (расстоянии от Земли до Солнца) было бы непостижимо. Требовалась новая стандартная единица измерения. Астрономы использовали единицу, которая естественным образом пришла из их методов, парсек . Парсек — это сокращение секунды параллакса, расстояние, на котором звезда будет иметь параллакс в одну угловую секунду. Даже самые близкие к Земле звезды имеют параллакс менее одной угловой секунды, а это означает, что все они находятся на расстоянии от Земли более одного парсека.

Эти огромные расстояния даже до ближайших звезд были встречены многими с изумлением. Большинству было невероятно трудно понять, насколько обширна видимая Вселенная. Но измерение звездного параллакса было лишь маленьким шагом в определении огромных масштабов Вселенной.

Размер галактики Млечный Путь

Вид на галактику Млечный Путь
Фото предоставлено Светой Имнадзе

К началу 20 ^го века господствовало мнение, что все наблюдаемые звезды находятся внутри галактики Млечный Путь, и поэтому наша галактика охватывает всю Вселенную. . За пределами нашей галактики была пустая пустота, что соответствовало парадоксу Ольберса. Но размеры нашей галактики еще не были известны.

В обсерватории Гарвардского колледжа астроном по имени Генриетта Ливитт провела крупное исследование определенного типа звезд, переменной цефеиды. Это тип звезд, яркость которых регулярно меняется, поскольку гравитация теряет контроль над горением ядер на поздних стадиях их жизни. Она измерила период изменения яркости, что дало светимость, а затем вычислила их среднюю кажущуюся яркость. Это соотношение известно как закон период-светимость.

Но был необходим один важный шаг, чтобы превратить его в мощный инструмент для измерения расстояния. Метод должен был быть откалиброван таким образом, чтобы относительные светимости могли быть преобразованы в абсолютные светимости. Этого можно было бы добиться, определив расстояние до любой одной цефеиды.

Эту проблему решил Харлоу Шепли, директор обсерватории Гарвардского колледжа. Поскольку нет цефеид достаточно близко к Земле, чтобы измерить их параллакс, Шепли пришла в голову блестящая идея использовать движение Солнца в качестве базовой линии вместо Земли для измерения звездного параллакса. По отношению к фону звезд и за период в 10 лет Солнце перемещается в 20 раз дальше, чем диаметр орбиты Земли. Это позволило измерить расстояния до звезд, которые были в 20 раз дальше, включая цефеиды. Этот метод будет работать только в том случае, если фоновые звезды неподвижны, а это не так. Шепли преодолел эту проблему, взяв средний параллакс групп звезд, которые включали цефеиду и были перпендикулярны движению Солнца. Этот метод позволил достичь большого расстояния за счет точности. Тем не менее метод Шепли стал самым мощным инструментом для определения расстояния.

Шепли применил эту технику к своей большой страсти, определив размер и форму галактики Млечный Путь, которая, как тогда считалось, содержит всю Вселенную. Он пришел к выводу, что Солнце не находится в центре галактики, а находится на расстоянии двух третей расстояния от центра до края. Он определил, что наша галактика имеет диаметр примерно 100 000 световых лет и толщину в несколько тысяч световых лет. Он публикует свои выводы в 1917 году.

Существование и расстояние до других галактик

Галактика Андромеды
Фото предоставлено НАСА

У Эдвина Хаббла был нетрадиционный опыт, как и у многих великих ученых. Он родился в Миссури в 1889 году, получил степень по физике в Чикагском университете, затем сменил специальность и получил степень в области права в Оксфорде. После нескольких месяцев юридической практики он отказывается от своей карьеры и возвращается в Чикаго, где в 1917 году получает степень доктора астрономии.19 лет в возрасте 30 лет, когда большинство ученых уже успели бы оставить свой след.

Фотопластинка Эдвина Хаббла h435H с изображением Галактики Андромеды в 1923 году.
Источник: Обсерватории Карнеги

Он использует 100-дюймовый телескоп обсерватории для изучения самой яркой спиральной туманности в созвездии Андромеды. Он смог разрешить и наблюдать отдельные звезды, а также обнаружил некоторые из них с регулярными изменениями яркости, обозначив их как цефеиды. Используя калибровку Шепли закона периода-светимости Ливитта, он смог определить расстояние до большой туманности Андромеды. Он достигает шокирующего расстояния, 1 миллион световых лет! Это поставило Андромеду далеко за пределы Галактики Млечный Путь. Млечный Путь был не всей Вселенной, а лишь одной из многих галактик. Год был 1924, и Вселенная снова увеличилась в размерах в огромный раз. По текущим оценкам, Галактика Андромеды находится в 2,5 миллионах световых лет от Млечного Пути.

Хаббл составил каталог всех галактик, находящихся в поле зрения 100-дюймового телескопа. Он наблюдает галактики, размеры которых варьируются от одной десятой диаметра Млечного Пути до десятикратного его диаметра. Их эффект Доплера был определен путем наблюдения за резонансом ионизированного кальция, и было замечено, что он всегда смещен в сторону красного цвета. То есть все галактики в наблюдаемой Вселенной удаляются от нашей Галактики Млечный Путь. Кроме того, он обнаружил, что галактики удаляются тем быстрее, чем дальше они находятся. Таким образом, он доказал, что Вселенная расширяется. Многовековая вера в статичную Вселенную была разрушена раз и навсегда.

Современные оценки

Небольшой фрагмент изображения сверхглубокого поля космического телескопа Хаббл.
Фото предоставлено НАСА

В сентябре 2015 года космический телескоп Хаббл запечатлел самую далекую галактику, наблюдаемую на сегодняшний день, EGS8p7, находящуюся примерно в 13,2 миллиардах световых лет от нас. Телескоп ищет инфракрасные световые волны, невидимые человеческому глазу, потому что чем дальше галактика от Земли, тем быстрее она удаляется от нас, в результате чего ее свет смещается в красную сторону. То есть видимый свет, излучаемый далекой галактикой, все больше и больше смещается в сторону более красных длин волн.

Совсем недавно считалось, что Вселенная содержит примерно 200 миллиардов галактик, но новое исследование показало, что эта оценка, вероятно, в 10 раз занижена. В настоящее время не менее 90 процентов галактик еще предстоит изучить.

В настоящее время Земля находится в центре большой сферы, содержащей миллиарды галактик. В любом направлении край наблюдаемой Вселенной находится на расстоянии 13,8 миллиарда световых лет, из-за чего Земля кажется находящейся в центре. Принимая во внимание скорость, с которой движутся эти далекие объекты, а также время, которое потребовалось их свету, чтобы достичь нас, самые отдаленные наблюдаемые области нашей Вселенной, по расчетам, на самом деле находятся на расстоянии 46 миллиардов световых лет. Это делает диаметр известной Вселенной равным 92 миллиарда световых лет.

Новый взгляд на парадокс Ольберса

Ольберс утверждал, что, поскольку небо ночью темное, Вселенная должна быть конечной в пространстве или времени, но он основывал это на статической Вселенной. Расширяющаяся Вселенная была бы бесконечной в пространстве, но конечной во времени, а именно во времени, прошедшем с момента ее создания. Но в бесконечной Вселенной Земля оказалась бы в центре. Однако ночью небо все равно будет казаться темным из-за большого красного смещения его самых удаленных частей, поскольку человеческий глаз не может видеть инфракрасные световые волны. Вопрос Ольберса: «Почему ночью темнеет?» наконец получил ответ от Эдвина Хаббла, но так, как он и представить себе не мог.

Интересно применить всю эту ретроспективу к нашему нынешнему пониманию Вселенной. Если все, кто был до нас, резко недооценивали его размер и природу, кто может сказать, что мы не делаем того же? Это заставляет задаться вопросом, каков на самом деле истинный размер Вселенной, и сможем ли мы когда-нибудь действительно узнать или понять масштабы Творения.

Когда вы взглянете на небо и увидите солнце, луну и звезды — все звезды на небе — не заблуждайтесь, чтобы поклоняться им в поклонении и служить им. Господь, твой Бог, уготовил их для всех людей повсюду под небом.
Второзаконие 4:19

Первоначально опубликовано 21 февраля 2017 г.

Исследователь и автор: Томас Акреман

Источники:
   Астрономия сквозь века
Роберт Уилсон
   Первооткрыватели
Дэниел Дж. Бурстин
  Обсерватории Карнеги
  НАСА
    на Эдвине Хаббле
    в самых дальних уголках космоса
    Поле наследия Хаббла
    Общее количество галактик

« Предыдущий пост

Исчезновение великих кочевников Центральной Азии

Следующий пост »

История любви Клары Шуман

Представьте вселенную размером с планету Земля

Представьте вселенную размером с планету Земля

Вселенная: представьте себе
невообразимо!

Автор: Мишель ван дер Мей
(с) 2009 г.

Как
представить себе размеры нашей необъятной вселенной?

Вся вселенная почти
пустой!

Как можно представить размер
Вселенная?

Говорят, что наблюдаемая Вселенная составляет ок. 13,7 миллиардов световых лет видно из
землю в любом направлении. Это означает, что наблюдаемая Вселенная имеет форму
мяч. Он ничего не говорит ни о реальных размерах Вселенной, ни о
реальная форма Вселенной. Мы можем делать выводы только по тому, что для нас
наблюдаемый. Очевидно, что сама Вселенная, скорее всего, будет намного больше, чем
то, что мы можем видеть, это потому, что свет этих более далеких галактик просто
сказал, что еще не достиг планеты Земля.

Итак, вернемся к первоначальному вопросу, как представить размер
наблюдаемая Вселенная. Поскольку то, что мы можем наблюдать, находится на расстоянии 13,7 миллиарда световых лет,
общая наблюдаемая площадь имеет диаметр в 2 раза больше 13,7 миллиардов световых лет. Давайте
примите это как нашу первую ссылку X. Наблюдаемая Вселенная составляет 27,4 миллиарда
световых лет в диаметре.
X = 27,4e9 световых лет

Диаметр планеты Земля составляет около 12000 км. Это займет луч света
0,04 секунды (12e3 / 3e5), чтобы преодолеть это расстояние

Сколько секунд в году? Ну это просто, 365*24*3600 =
31536000
Это означает, что планета Земля составляет 0,04/3153600 = 1,27 миллиардной доли светового года.
в диаметре.
Давайте возьмем это как нашу вторую точку отсчета Y.
Y = 1,27e-9 световых лет.

Это означает, что отношение Z между диаметром наблюдаемой Вселенной и
диаметр планеты Земля равен:
Z = X / Y = 27,4e9 / 1,27e-9 = 2,16e19
Это хорошее число, но если вы не можете представить размер Вселенной,
тогда о чем вам говорит это число? Ничего, верно?

Хорошо, давайте уменьшим масштаб, мы уменьшим размер наблюдаемой
Вселенной до размера планеты Земля, а затем вычислить новый размер планеты
Земля в этой гораздо меньшей Вселенной. Итак, на данный момент планета Земля — это вселенная.
Мы знаем, что диаметр планеты Земля составляет 12000 км (12×6 метров), поэтому исходная планета
земля в маленьком масштабе тогда будет:
12e6/Z = 5,56e-13 метров в диаметре.

Теперь, если мы знаем, что атом прибл. 1е-10 метров в диаметре, это значит наши
планета Земля уменьшилась до
(1e-10 / 5,56e-13 = 179,8) примерно 180 размера
атом!!!

Итак, если вся наблюдаемая Вселенная имеет размер планеты Земля (12000 км
диаметр), планета Земля заняла бы 180-ю часть атома в пределах этого
вселенная!!

Вывод: Планета Земля абсолютно ничто по сравнению с огромной Вселенной!

Вся вселенная в основном «ничто»!!

Конечно, вы знаете, что наша Вселенная — это огромная пустота, содержащая всего
пара атомов водорода на кубический метр. А как же сами атомы?
Насколько пуст атом? Насколько пуст, например, твердый слиток золота?

Простой атом (водород) имеет 1 протон в ядре и 1 электрон, вращающийся вокруг него.
вокруг него.
Физический размер протона составляет примерно 1,6e-15 метров,
электрон в 2000 раз меньше, так что давайте его проигнорируем.
Мы видели выше, что размер атома (на самом деле любого атома) составляет 1e-10
метр. Это означает, что ядро ​​атома на самом деле только
62500-й от общего размера атома с
НИЧЕГО между протоном и электроном.

Давайте для разнообразия увеличим этот масштаб, возьмем атом размером с планету Земля
12000 км в диаметре. Таким образом, ядро ​​будет равно (12000000/62500)
192 метра в диаметре!!!
Так что на самом деле в атоме водорода вообще ничего нет, так как
много ничего в золоте, как и много ничего в
вселенная!!

Обратите внимание, что электрон в 2000 раз
меньше, он будет только (192/2000) 9,6 см и перемещаться по поверхности
Земля почти со скоростью света около 19протон диаметром 2 метра
основной!!! Итак, вы можете себе представить, насколько сильны ядерные силы по сравнению с
гравитация. ..

Хорошо, хорошо, я слышал, вы говорите, что «золото» — это не «водород».
Правильно, на самом деле ядро ​​золота состоит из 79 протонов и 118
нейтроны. Это означает, что ядро ​​золота, конечно, больше, чем ядро ​​золота.
атом водорода. Все-таки размер меньше 3е-14 метров и наверное ближе к
1e-14 метров, в то время как размер атома золота по-прежнему составляет около 1e-10 метров.
(в 3000-10000 раз больше). Это означает, что остается много свободного места даже в
твердый слиток золота!

Ах да, просто для справки. Мы сказали диаметр
атома составляет около 1e-10 метров, если это трудно представить, просто подумайте, что
прямая цепочка из 10 миллионов атомов, выложенная рядом, на самом деле не будет
более 1 мм
в длину.

Это потрясающе???


Некоторые человеческие основы, которые я
наблюдали

Подумайте об этом на минуту: что заставляет нас
действительно по-человечески заключается в том, что мы спрашивали себя о каждом наблюдении на протяжении всего
тысячелетия «почему так?».