Всесвіт все бачить. Розміри Всесвіту: від Чумацького шляху до Метагалактики

ВСЕСВІТ

ВСЕСВІТ

Філософський енциклопедичний словник. 2010 .

Ст нескінченно різноманітна за формами існування та руху матерії. Матерія немає і знищується, лише переходить із однієї форми до іншої. Тому цілком довільною та ідеалістичною. є теорія про постійне творіння матерії з "нічого" (F. Hoyle, New model for the expanding universe, в журнал. "Monthly Notices of the Royal Astron. Soc", L., 1948, v. 108; H. Bondi, Cosmology, 1952).

Нескінченна різноманітність матеріальних форм у нескінченній Ст призводить до висновку про те, що органіч. Як одна з форм існування матерії, не є надбанням тільки нашої планети, а виникає всюди, де складаються відповідні .

Такі осн. властивості Ст, що мають не тільки физич., а й велике . значення. У своїх найбільш загальних висновківнаука про будову Ст тісно пов'язана з філософією. Звідси й запекла ідеологічна. , що ведеться з питань структури та розвитку Ст.

Заперечення нескінченності Ст в просторі і часі з боку ряду вчених викликається не тільки впливом ідеалістичних. духовної атмосфери, в якій вони знаходяться, але і безуспішними спробами побудувати несуперечливу нескінченну Ст, що спирається на всю сукупність відомих нам спостережних даних. Визнання в тій чи іншій формі кінцівки Ст є по суті відмова від вирішення найважливішої наукової проблеми, перехід із позицій науки на позиції релігії. У цьому діалектич. матеріалізму, доводячи Ст у просторі та часі, стимулює подальший розвиток науки, вказуючи принципові шляхи для розвитку теорії.

Питання про кінцівку чи нескінченність Ст – це не тільки природознавство. Саме собою накопичення емпірич. матеріалу та його математич. обробка лише у межах тієї чи іншої отд. науки ще не можуть дати вичерпної та логічно невразливої ​​відповіді на поставлене питання. Найбільш адекватним засобом для вирішення поставленого завдання є філос. , що спирається на досягнення всього природознавства та міцну основу діалектико-матеріалістич. методу. На перший план тут висувається діалектич. розробка поняття нескінченності, проблеми оперування яким відчуває як , а й ін. науки.

Т.о., загальних властивостейСт, її простор.-часових характеристик викликає великі труднощі. Але все тисячолітній розвиток науки переконує в тому, що цієї проблеми може бути тільки на шляхах визнання нескінченності Ст у просторі та часі. У загальному планітаке рішення дано діалектичним матеріалізмом. Проте створення раціонального, несуперечливого ставлення до У. загалом з урахуванням всіх спостережуваних процесів – справа майбутнього.

Літ.:Енгельс Ф., Діалектика природи, М., 1955; його ж, Анти-Дюрінг, М., 1957; Ленін Ст І., Матеріалізм і , Соч., 4 видавництва, т. 14; Блажко С. Н., Курс загальної астрономії, М., 1947; Πолак І. Ф., Курс загальної астрономії, 7 видавництва, М., 1955; Паренаго П. П., Курс зіркової астрономії, 3 видавництва, М., 1954; Ейгенсон М. С, Великий Всесвіт, М.-Л., 1936; Фесенков Ст Р., Сучасні уявлення про Всесвіт, М.–Л., 1949; Агекян Т. Α., Зоряний Всесвіт, М., 1955; Lyttlеton R. Α., The modern universe, L., ; Houle F., Frontiers of astronomy, Melb., ; Thomas O., Астрономія. Tatsachen und Probleme, 7 Aufl., Salzburg-Stuttgart, .

А. Бовін. Москва.

Філософська енциклопедія. У 5-х т. – М.: Радянська енциклопедія. За редакцією Ф. В. Константинова. 1960-1970 .

ВСЕСВІТ

ВСЕСВІТ (від грецьк. "ойкумена" - населена, житня земля) - "все існуюче", "всеосяжне світове ціле", "тотальність всіх речей"; зміст цих термінів багатозначний і визначається концептуальним контекстом. Можна виділити принаймні три рівні поняття “Всесвіт”.

1. Всесвіт як філософський має сенс, близький до поняття"універсум", або "світ": "матеріальний світ", "створене буття" та ін. Вона грає важливу рольу європейській філософії. Образи Всесвіту у філософських онтологіях включалися у філософські основи наукових досліджень Всесвіту.

2. Всесвіт у фізичної космології, або Всесвіт як ціле, - об'єкт космологічної екстраполяції. У традиційному сенсі - всеосяжна, необмежена і принципово єдина фізична система ("Всесвіт видано в одному екземплярі" - А. Пуанкаре); світ, що розглядається з фізико-астрономічного погляду (А.Л.Зельманов). Різні теорії та моделі Всесвіту розглядаються з цієї точки зору як нееквівалентні один одному того самого оригіналу. Таке Всесвіту як цілого обгрунтовувалося по-різному: 1) посиланням на “презумпцію екстраполіруемості”: космологія претендує саме на репрезентацію в системі знання своїми концептуальними засобами всеосяжного світового цілого, і, доки не доведено протилежне, ці претензії мають прийматися у повному обсязі; 2) логічно-Всесвіт визначається як всеосяжне світове ціле, та інших Всесвітів не може існувати за визначенням тощо. Класична, Ньютонова космологія створила Всесвіту, нескінченною у просторі та часі, причому нескінченність вважалася атрибутивною властивістю Всесвіту. Загальноприйнято, що нескінченний гомогенний Всесвіт Ньютона "зруйнував" античний. Однак наукові та філософські образиВсесвіту продовжують співіснувати у культурі, взаємозбагачуючи один одного. Ньютонівський Всесвіт зруйнував образ античного космосу лише тому сенсі, що відділяла людини від Всесвіту і навіть протиставляла їх.

У некласичній, релятивістській космології було вперше побудовано теорію Всесвіту. Її властивості виявилися зовсім відмінними від ньютонівських. Відповідно до теорії Всесвіту, розвиненого Фрідманом, Всесвіт як ціле може бути і кінцевим, і нескінченним у просторі, а в часі він у всякому разі кінцевий, тобто мав початок. А. А. Фрідман вважав, що світ, або Всесвіт як об'єкт космології, "нескінченно вже і менше світу-всесвіту філософа". Навпаки, переважна більшість космологів на основі принципу однаковості ототожнювала моделі Всесвіту, що розширюється, з нашою Метагалактикою. Початковий розширення Метагалактики розглядався як "початок всього", з креаціоністської точки зору - як "створення світу". Деякі космологи-релятивісти, вважаючи одноманітності недостатньо обґрунтованим спрощенням, розглядали Всесвіт як всеосяжну фізичну систему більшого масштабу, ніж Метагалактика, а Метагалактику лише як обмежену частину Всесвіту.

Релятивістська космологія докорінно змінила образ Всесвіту науковій картинісвіту. У світоглядному плані вона повернулася до образу античного космосу в тому сенсі, що знову пов'язала людину і (що еволюціонує) Всесвіт. Подальшим крокому цьому напрямі з'явився у космології. Сучасний підхіддо інтерпретації Всесвіту як цілого ґрунтується, по-перше, на розмежуванні філософської ідеї світу та Всесвіту як об'єкта космології; по-друге, це поняття релятивізується, тобто його обсяг співвідноситься з певним ступенем пізнання, космологічною теорією або моделлю - в суто лінгвістичному (безвідносно до їх об'єктного статусу) або ж в об'єктному сенсі. Всесвіт інтерпретувався, напр., як “найбільше подій, до якого можуть бути застосовані наші фізичні закони, Екстраполовані тим чи іншим чином” або “можли б вважатися фізично пов'язаними з нами” (Г. Бонді).

Розвитком цього підходу стала концепція, за якою Всесвіт у космології-це “все існуюче”. не в якомусь абсолютному сенсі, а лише з погляду даної космологічної теорії, Т. е. фізична система найбільшого масштабута порядку, якою випливає з певної системи фізичного знання. Це відносна і минуща пізнаного мегасвіту, яка визначається можливостями екстраполяції системи фізичного знання. Під Всесвіту як цілим не завжди розуміється той самий “оригінал”. Навпаки, різні теорії можуть як свого об'єкта неоднакові оригінали, тобто. фізичні системи різного порядкута масштабу структурної ієрархії. Але всі претензії на репрезентацію всеосяжного світового цілого в абсолютному розумінні залишаються бездоказовими. При інтерпретації Всесвіту у космології слід проводити між потенційно та актуально існуючим. Те, що сьогодні вважається неіснуючим, завтра може вступити у сферу наукового дослідження, Виявиться існуючим (з точки зору фізики) і буде включено в наше розуміння Всесвіту.

Так, якщо теорія Всесвіту, що розширюється, описувала по суті нашу Метагалактику, то найбільш популярна в сучасної космологіїтеорія інфляційного ("роздмухується") Всесвіту вводить поняття про безліч "інших всесвітів" (або, у термінах емпіричної мови, позаметагалактичних об'єктів) з якісно різними властивостями. Інфляційна теорія визнає, тобто мегаскопічне порушення принципу однаковості Всесвіту і вводить додатковий йому за змістом принцип нескінченного різноманіття Всесвіту. Тотальність цих всесвітів І. С. Шкловський запропонував назвати "Метавселеною". Інфляційна космологія у специфічній формі відроджує, т. о., ідею нескінченності Всесвіту (Метовселенного) як її нескінченного різноманіття. Об'єкти, подібні до Метагалактики, в інфляційній космології часто називають “мінівсесвітами”. Міні всесвіти виникають шляхом спонтанних флуктуацій. фізичного вакууму. З цієї точки зору випливає, що початковий моментрозширення нашого Всесвіту, Метагалактики не обов'язково має вважатися абсолютним початком всього. Це лише початковий момент еволюції та самоорганізації однієї з космічних систем. У деяких варіантах квантової космології поняття Всесвіту тісно пов'язують із існуванням спостерігача (“принцип співучасті”). “Породжуючи на певному обмеженому етапі свого існування спостерігачів учасників, не набуває

Якби наш Всесвіт не розширювався, і швидкість світла прагнула нескінченності, питання «чи бачимо ми весь Всесвіт?» або «як далеко ми можемо бачити Всесвіт?» не мали б сенсу. Ми б «в прямому ефірі» бачили б усе, що відбувається у будь-якому куточку космічного простору.

Але, як відомо, швидкість світла кінцева, а наш Всесвіт розширюється, причому робить це з прискоренням. Якщо швидкість розширення постійно зростає, то існують області, що тікають від нас із надсвітловою швидкістю, які, згідно з логікою, бачити ми не можемо. Але як це можливо? Невже це суперечить Теорії Відносності? У даному випадкуні: адже розширюється сам простір, а в об'єктів усередині нього залишаються досвітні швидкості. Для наочності можна уявити наш Всесвіт у вигляді повітряної кульки, А гудзик, приклеєний до кульки, відіграватиме роль галактики. Спробуйте надути кульку: галактика-гудзик почне віддалятися від вас разом з розширенням простору кульки-Всесвіту, хоча власна швидкість галактики-гудзика залишиться нульовою.

Виходить, має існувати область, всередині якої знаходяться об'єкти, що тікають від нас зі швидкістю меншої швидкості світла, і випромінювання яких ми можемо фіксувати у телескопи. Ця область називається Сферою Хаббла. Вона закінчується кордоном, де швидкість видалення далеких галактик співпадатиме зі швидкістю руху їх фотонів, які летять у нашому напрямку (тобто швидкістю світла). Цей кордон отримав назву Горизонт Часток. Очевидно, що об'єкти, що знаходяться за Горизонтом Частиць, матимуть швидкість вищу за швидкість світла і їхнє випромінювання не може нас досягти. Чи таки може?

Давайте уявімо, що галактика Х знаходилася у Сфері Хаббла і випромінювала світло, яке без проблем доходило до Землі. Але через розширення Всесвіту, що прискорюється, галактика Х вийшла за Горизонт Частиць, і вже віддаляється від нас зі швидкістю вище швидкості світла. Але її фотони, випущені під час перебування у Сфері Хаббла, досі летять у бік нашої планети, і ми продовжуємо їх фіксувати, тобто. спостерігаємо об'єкт, який у даний моментвіддаляється від нас зі швидкістю, що перевищує швидкість світла.

Але що, якщо галактика Y ніколи не знаходилася у Сфері Хаббла і в момент початку випромінювання відразу мала надсвітлову швидкість? Виходить, жоден її фотон за весь час існування не побував у нашій частині Всесвіту. Але це не означає, що цього не станеться у майбутньому! Не можна забувати, що Сфера Хаббла теж розширюється (разом з усім Всесвітом), і її розширення більше швидкості, З якої від нас віддаляється фотон галактики Y (ми знайшли швидкість видалення фотона галактики Y, віднімаючи від швидкості втікання галактики Y швидкість світла). При виконанні даної умовиколи-небудь Сфера Хаббла наздожене ці фотони, і ми зможемо засікти галактику Y. Наочно даний процеспродемонстровано на схемі внизу.

Простір, що включає в себе Сферу Хабблаі Обрій частинок, називається Метагалактикоюабо Видимого Всесвіту.

Але чи є щось, що за Метагалактикою? Деякі космічні теорії припускають наявність так званого Горизонту подій. Можливо, ви вже чули цю назву з опису чорних дірок. Принцип його дії залишається таким самим: ми ніколи не побачимо те, що знаходиться за межами Горизонту Подій, оскільки об'єкти, що знаходяться за Горизонтом Події, матимуть швидкість втікання фотонів велику, ніж швидкість розширення Сфери Хаббла, тому їхнє світло завжди буде тікати від нас.

Але щоб Горизонт Події існував, Всесвіт повинен розширюватися з прискоренням (що узгоджується з сучасними уявленнямипро світоустрій). Зрештою, за Горизонт Події підуть усі навколишні галактики. Це виглядатиме так, ніби час у них зупинився. Ми побачимо, як вони нескінченно йдуть за межі видимості, але так ніколи і не побачимо їх повністю прихованим.

Це цікаво:якби замість галактик ми спостерігали в телескоп великий годинник з циферблатом, а догляд за Горизонт Події означав би становище стрілок на 12:00, то вони б нескінченно довго сповільнювалися на 11:59:59, а зображення ставало б більш нечітким, т.к. . до нас долітало б менше фотонів.

Але якщо вчені помиляються, й у майбутньому розширення Всесвіту почне сповільнюватися, це відразу ж скасовує існування Горизонту Подій, оскільки випромінювання будь-якого об'єкта рано чи пізно перевищить швидкість його втікання. Потрібно буде лише почекати сотні мільярдів років.

Ілюстрація: depositphotos| JohanSwanepoel

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Лікар педагогічних наукЄ. ЛЕВІТАН, дійсний член Російської академіїприродничих наук

Наука та життя // Ілюстрації

Одна з найкращих сучасних астрофізичних обсерваторій – Європейська південна обсерваторія (Чилі). На знімку: унікальний інструмент цієї обсерваторії – "Телескоп нових технологій" (NТТ).

Фотографія зворотного боку 3,6-метрового головного дзеркала "Телескоп нових технологій".

Спіральна галактика NGC 1232 у сузір'ї Ерідана (відстань до неї близько 100 млн світлових років). Розмір – 200 світлових років.

Перед вами величезний, можливо, розпечений до сотень мільйонів градусів Кельвіна газовий диск (його діаметр близько 300 світлових років).

Дивне, начебто, питання. Зрозуміло, ми бачимо і Чумацький Шлях та інші, ближчі до нас зірки Всесвіту. Але питання, поставлене в назві статті, насправді не так вже й простий, а тому постараємося розібратися в цьому.

Яскраве Сонце вдень, Місяць та зоряний розсип на нічному небі завжди привертали до себе увагу людини. Судячи з наскельних малюнків, у яких найдавніші художники зобразили постаті найпомітніших сузір'їв, тоді люди, по крайнього заходу найцікавіші їх, вдивлялися в таємничу красу зоряного неба. І вже звичайно виявляли інтерес до сходу і заходу Сонця, загадкових змін виду Місяця... Мабуть, так зароджувалася "примітивно-споглядальна" астрономія. Сталося це на багато тисяч років раніше, ніж виникла писемність, пам'ятники якої стали для нас уже документами, що свідчать про зародження та розвиток астрономії.

Спочатку небесні світила, можливо, були лише предметом цікавості, потім - обожнювання і, нарешті, стали допомагати людям, виконуючи роль компасу, календаря, годинника. Серйозним приводом для філософствування про можливий устрій Всесвіту могло стати відкриття "блукаючих світил" (планет). Спроби розгадати незрозумілі петлі, що їх описують планети на тлі нібито нерухомих зірок, призвели до побудови перших астрономічних картин чи моделей світу. Апофеозом їх по праву вважається геоцентрична системасвіту Клавдія Птолемея (II століття зв. е.). Давні астрономи намагалися (переважно безуспішно) визначити (але ще довести!), яке місце Земля посідає стосовно семи відомих тоді планет (такими вважалися Сонце, Місяць, Меркурій, Венера, Марс, Юпітер і Сатурн). І лише Миколі Копернику (1473–1543) це нарешті вдалося.

Птолемея називають творцем геоцентричної, а Коперника – геліоцентричної системи світу. Але принципово ці системи відрізнялися лише уявленнями про розташування Сонця і Землі по відношенню до істинних планет (Меркурію, Венері, Марсу, Юпітеру, Сатурну) і до Місяця.

Коперник, по суті, відкрив Землю як планету, Місяць зайняв належне їй місце супутника Землі, а центром поводження всіх планет виявилося Сонце. Сонце і шість планет, що рухаються навколо нього (включаючи Землю) - це і була Сонячна система, якою її представляли в XVI столітті.

Система, як ми тепер знаємо, не повна. Адже до неї, крім відомих Копернику, шести планет входять ще Уран, Нептун, Плутон. Останній був відкритий у 1930 році і виявився не лише найдальшою, а й найменшою планетою. Крім того, до Сонячної системи входять близько сотні супутників планет, два пояси астероїдів (один - між орбітами Марса і Юпітера, інший, нещодавно відкритий, - пояс Койпера - в області орбіт Нептуна і Плутона) і безліч комет з різними періодамизвернення. Гіпотетична "Хмара комет" (щось на кшталт сфери їх проживання) знаходиться, різним оцінкам, на відстані близько 100-150 тисяч астрономічних одиницьвід сонця. Кордони Сонячної системи відповідно багаторазово розширилися.

На початку 2002 року американські вчені "поспілкувалися" зі своєю автоматичною міжпланетною станцією "Піонер-10", яка була запущена 30 років тому і встигла відлетіти від Сонця на відстань 12 млрд кілометрів. Відповідь на радіосигнал, надісланий із Землі, надійшла через 22 год 06 хв (при швидкості поширення радіохвиль близько 300 000 км/сек). Зважаючи на сказане, "Піонеру-10" ще довго доведеться летіти до "кордонів" Сонячної системи (звичайно, досить умовних!). А далі він полетить до найближчої на його шляху зірки Альдебаран (найяскравіша зірка у сузір'ї Тельця). Туди "Піонер-10", можливо, домчить і доставить закладені в ньому послання землян лише за 2 млн років...

Від Альдебарана нас відокремлюють щонайменше 70 світлових років. А відстань до найближчої до нас зірки (в системі Центавра) всього 4,75 світлового року. Сьогодні навіть школярам слід знати, що таке "світловий рік", "парсек" чи "мегапарсек". Це вже питання та терміни зіркової астрономії, якої не лише за часів Коперника, а й набагато пізніше просто не існувало.

Припускали, що зірки - далекі світила, але їхня природа була невідома. Щоправда, Джордано Бруно, розвиваючи ідеї Коперника, геніально припустив, що зірки – це далекі сонця, причому, можливо, зі своїми. планетними системами. Правильність першої частини цієї гіпотези стала цілком очевидною лише у ХІХ столітті. А перші десятки планет біля інших зірок були відкриті лише в самі останні рокинедавно XX століття. До народження астрофізики та до застосування в астрономії спектрального аналізудо наукової розгадки природи зірок просто неможливо було наблизитись. Ось і виходило, що зірки у колишніх системах світу майже жодної ролі не грали. Зоряне небо було своєрідною сценою, на якій "виступали" планети, а про природу самих зірок особливо не замислювалися (іноді згадували про них, як... про "срібні гвоздики", застромлені в твердину небесну). "Сфера зірок" була своєрідним кордоном Всесвіту і в геоцентричній та в геліоцентричній системі світу. Весь Всесвіт, природно, вважався видимим, а те, що за його межами, - "царство небесне"...

Сьогодні ми знаємо, що неозброєним оком видно лише незначну частину зірок. Біла смуга, що простяглася через все небо (Млечний Шлях), виявилася, як здогадувалися ще деякі стародавні грецькі філософи, безліччю зірок. Найбільш яскраві їх Галілей (на початку XVII століття) розрізнив навіть з допомогою свого дуже недосконалого телескопа. Принаймні збільшення розмірів телескопів та його вдосконалення астрономи отримували можливість поступово проникати углиб Всесвіту, хіба що зондуючи її. Але далеко не відразу стало зрозуміло, що зірки, які спостерігаються в різних напрямкахнеба, мають якесь відношення до зірок Чумацького Шляху. Одним із перших, кому вдалося це довести, був англійський астроном та оптик В. Гершель. Тому з його ім'ям пов'язують відкриття нашої Галактики (її іноді так і називають Чумацький Шлях). Однак побачити цілком нашу Галактику простому смертному, певне, не дано. Звичайно, достатньо заглянути в підручник астрономії, щоб виявити там ясні схеми: вид Галактики "зверху" (з виразною спіральною структурою, з рукавами, що складаються із зірок та газово-пилової матерії) та вид "збоку" (у цьому ракурсі наш зірковий острів нагадує двоопуклу лінзу, якщо не вдаватися в деякі деталі будови центральної частини цієї лінзи). Схеми, схеми... А де ж хоча одна фотографія нашої Галактики?

Гагарін був першим із землян, хто побачив нашу планету з космічного простору. Тепер, напевно, кожен бачив світлини Землі з космосу, передані з борту штучних супутників Землі, з автоматичних міжпланетних станцій. Сорок один рік минув з часу польоту Гагаріна, і 45 років від дня запуску першого ШСЗ - почала космічної ери. Але й досі ніхто не знає, чи зможе колись людина побачити Галактику, вийшовши за її межі... Для нас це питання в галузі фантастики. А тому повернемось до реальності. Але тільки при цьому, будь ласка, подумайте про те, що лише років сто тому нинішня реальність могла здатися неймовірною фантастикою.

Отже, відкрито Сонячну систему і нашу Галактику, в якій Сонце - одна з трильйонів зірок (неозброєним оком на всій небесній сферівидно близько 6000 зірок), а Чумацький Шлях – проекція частини Галактики на небесну сферу. Але подібно до того, як у XVI столітті земляни зрозуміли, що наше Сонце – найзвичайніша зірка, ми тепер знаємо, що наша Галактика – одна з безлічі нині відкритих інших галактик. Серед них, як і у світі зірок, є гіганти та карлики, "звичайні" та "незвичайні" галактики, відносно спокійні та надзвичайно активні. Вони знаходяться на величезних відстанях від нас. Світло від найближчої з них мчить до нас майже два мільйони триста тисяч років. Адже цю галактику ми бачимо навіть неозброєним оком, вона в сузір'ї Андромеди. Це дуже велика спіральна галактика, схожа на нашу, і тому її фотографії до певної міри "компенсують" відсутність знімків нашої Галактики.

Майже всі відкриті галактики вдається розглянути лише з фотографіях, отриманих з допомогою сучасних наземних телескопів-гігантів чи космічних телескопів. Застосування радіотелескопів та радіоінтерферометрів допомогло суттєво доповнити оптичні дані. Радіоастрономія та позаатмосферна рентгенівська астрономія відкрили завісу над таємницею процесів, що відбуваються в ядрах галактик і в квазарах (найдальших з відомих нині об'єктів нашого Всесвіту, майже невідмінних від зірок на фотографіях, отриманих за допомогою оптичних телескопів).

У надзвичайно величезному і практично прихованому від очей мегасвіті (або в Метагалактиці) вдалося відкрити його важливі закономірності та властивості: розширення, великомасштабну структуру. Все це дещо нагадує інший, уже відкритий і багато в чому розгаданий мікросвіт. Там досліджуються дуже близькі до нас, але теж невидимі цеглинки світобудови (атоми, адрони, протони, нейтрони, мезони, кварки). Пізнавши пристрій атомів і закономірності їх взаємодії електронних оболонок, вчені буквально "оживили" Періодичну системуелементів Д. І. Менделєєва.

Найважливіше те, що людина виявилася здатною відкрити і пізнати світи різних масштабів, що безпосередньо не сприймаються ним, (мегамир і мікросвіт).

У цьому контексті астрофізика та космологія начебто не оригінальні. Але тут ми наближаємося до найцікавішого.

"Завіса" здавна відомих сузір'їв відкрився, забираючи з собою останні потуги нашого "центризму": геоцентризму, геліоцентризму, галактикоцентризму. Ми самі, як і наша Земля, як Сонячна система, як Галактика, - всього лише "частки" неймовірної за звичайними масштабами і за складністю структури Всесвіту, що називається "Метагалактика". Вона включає безліч систем галактик різної складності (від "подвійних" до скупчень і сверхскоплений). Погодьтеся, що при цьому усвідомлення масштабу власної нікчемної величини в неосяжному мегасвіті не принижує людини, а, навпаки, підносить силу його Розуму, здатного відкрити все це і розібратися в тому, що було відкрито раніше.

Здавалося б, час і заспокоїтися, оскільки сучасна картинабудови та еволюції Метагалактики в загальних рисахстворено. Однак, по-перше, вона таїть у собі багато принципово нового, раніше невідомого для нас, а по-друге, не виключено, що крім нашої Метагалактики є й інші міні-всесвіти, які утворюють поки що гіпотетичний Великий Всесвіт.

Можливо, на цьому варто поки що зупинитися. Тому що нам би зараз, як то кажуть, зі своїм Всесвітом розібратися. Справа в тому, що вона наприкінці ХХ століття зробила астрономії великий сюрприз.

Тим, хто цікавиться історією фізики, відомо, що на початку ХХ століття деяким великим фізикам здалося, ніби їх титанічна працязавершено, бо все головне у цій науці вже відкрито та досліджено. Щоправда, на горизонті залишалася пара дивних "хмар", але мало хто припускав, що вони незабаром "обернуться" теорією відносності і квантовою механікою... Невже на щось подібне чекає астрономію?

Цілком ймовірно, тому що наш Всесвіт, що спостерігається за допомогою всієї могутності сучасних астрономічних інструментіві як би вже досить ґрунтовно вивчена, може виявитися лише вершиною вселенського айсберга. А де ж його решта? Як могло виникнути таке зухвале припущення про існування ще чогось величезного, матеріального і досі невідомого?

Знову звернемося до історії астрономії. Однією з її тріумфальних сторінок було відкриття планети Нептун "на кінчику пера". Гравітаційний вплив якоїсь маси на рух Урана наштовхнув вчених на думку про існування невідомої ще планети, дозволив талановитим математикам визначити її місцезнаходження Сонячної системиа потім точно вказати астрономам, де її шукати на небесній сфері. І в надалі гравітаціянадавала астрономам подібні послуги: допомагала відкривати різні "дивовижні" об'єкти - білих карликів, чорні дірки. Так от і тепер дослідження руху зірок у галактиках і галактик у їхніх скупченнях привело вчених до висновку про існування таємничої невидимої ("темної") речовини (а може, взагалі якоїсь невідомої нам форми матерії), і запаси цієї "речовини" повинні бути колосальними.

За найбільш сміливими оцінками, все те, що ми спостерігаємо і враховуємо у Всесвіті (зірки, газово-пилові комплекси, галактики і т. д.), становить лише 5 відсотків від маси, яка "має бути" за розрахунками, заснованими на закони гравітації. Ці 5 відсотків включають весь відомий нам мегамир від порошин і поширених у космосі атомів водню до надскопа галактик. Деякі астрофізики відносять сюди навіть всепроникні нейтрино, вважаючи, що, незважаючи на їх невелику масу спокою, нейтрино своєю численною кількістю роблять певний внесок все в ті ж 5 відсотків.

Але, можливо, "невидима речовина" (або принаймні частина його, нерівномірно розподілена в просторі) - це маса згаслих зірок або галактик або таких невидимих ​​космічних об'єктів, як чорні дірки? Якоюсь мірою подібне припущення не позбавлене сенсу, хоча 95 відсотків, що бракують, (або, за іншими оцінками, 60-70 відсотків) заповнити не вдасться. Астрофізики та космологи змушені перебирати різні інші, переважно гіпотетичні, можливості. Найбільш фундаментальні ідеї зводяться до того, що значна частина "прихованої маси" - це "темна речовина", що складається з не відомих нам елементарних частинок.

Подальші дослідження в галузі фізики покажуть, які елементарні частинки, крім тих, що складаються з кварків (баріони, мезони та ін.) або є безструктурними (наприклад, мюони), можуть існувати в природі. Розгадати цю загадку буде, мабуть, легше, якщо поєднати сили фізиків, астрономів, астрофізиків, космологів. Чималі надії покладаються на дані, які можуть бути отримані вже найближчими роками у разі успішних спеціалізованих запусків космічних апаратів. Наприклад, планується запустити космічний телескоп(Діаметр 8,4 метра). Він зможе зареєструвати величезна кількістьгалактик (до 28-ї зіркової величини; нагадаємо, що неозброєним оком видно світила до 6-ї зіркової величини), а це дозволить побудувати карту розподілу "прихованої маси" по всьому небу. З наземних спостережень теж можна отримати певну інформацію, оскільки "прихована речовина", володіючи великою гравітацією, має викривляти промені світла, що йдуть до нас від далеких галактик та квазарів. Обробляючи на комп'ютерах зображення таких джерел світла, можна зареєструвати та оцінити невидиму гравітувальну масу. Такі огляди окремих ділянок неба вже зроблено. (Див. статтю академіка Н. Кардашева "Космологія та проблеми SETI", нещодавно опубліковану в науково-популярному журналі президії РАН "Земля і Всесвіт", 2002 № 4.)

На закінчення повернемося до питання, сформульованого у назві цієї статті. Здається, що після всього сказаного навряд чи на нього можна впевнено дати позитивну відповідь... Найдавніша з найдавніших наук - астрономія лише починається.

Всесвіт… Слово якесь страшне. Масштаби того, що позначається цим словом, не піддаються жодному осмисленню. Для нас проїхати 1000 км – це вже відстань, а що вони означають у порівнянні з гігантською цифрою, яка позначає мінімально можливий, з погляду вчених, діаметр нашого Всесвіту.

Ця цифра не просто колосальна – вона ірреальна. 93 мільярди світлових років! У кілометрах це виражається наступним числом 879847933950014400000000.

Що таке Всесвіт?

Що ж таке Всесвіт? Як осягнути розумом це неосяжне, адже це, як писав Козьма Прутков, нікому не дано. Давайте обіпрімось на всьому нам знайомі, прості речі, здатні шляхом аналогій привести нас до шуканого розуміння.

З чого складається наш Всесвіт?

Щоб розібратися в цьому питанні, йдіть прямо зараз на кухню і візьміть поролонову губку, яку ви використовуєте для миття посуду. Взяли? Так ось, ви тримаєте в руках модель Всесвіту. Якщо ви через лупу розгляньте структуру губки ближче, то побачите, що вона є безліч відкритих пір, обмежених навіть не стінками, а скоріше перемичками.

Щось подібне є і Всесвіт, але тільки як матеріал для перемичок використовується не поролон, а… … Не планет, не зоряних систем, а галактик! Кожна з цих галактик складається із сотень мільярдів зірок, що обертаються навколо центрального ядра, і кожна може мати розмір до сотень тисяч світлових років. Відстань між галактиками зазвичай становить близько мільйона світлових років.

Розширення Всесвіту

Всесвіт не просто великий, він ще також постійно розширюється. Цей встановлений за допомогою спостереження червоного зміщення факт, ліг в основу теорії Великого вибуху.


За даними НАСА вік Всесвіту з моменту Великого вибуху, що започаткував йому початок, становить приблизно 13,7 мільярдів років.

Що означає слово "Всесвіт"?

Слово «Всесвіт» має старослов'янське коріння і, фактично, є калькою з грецького слово ойкументу (οἰκουμένη), що походить від дієслова οἰκέω «населяю, живу». Спочатку цим словом позначалася вся населена частина світу. У церковною мовоюі до цього дня зберігається подібне значення: наприклад, Константинопольський Патріарх у своєму титулі має слово «Вселенський».

Термін походить від слова «вселення» і лише співзвучний слову «все».

Що знаходиться у центрі Всесвіту?

Питання про центр Всесвіту - вкрай заплутана штука і однозначно ще не вирішено. Проблема в тому, що незрозуміло, чи є він взагалі, чи його немає. Логічно припустити, що коли був Великий вибух, з епіцентру якого і почали розлітатися незліченні галактики, значить, простеживши траєкторію кожної з них, можна на перетині цих траєкторій знайти центр Всесвіту. Але справа в тому, що всі галактики віддаляються один від одного приблизно з рівною швидкістюі з кожної точки Всесвіту спостерігається практично одна й та сама картина.


Натеоретизовано тут стільки, що будь-який академік з глузду з'їде. Навіть залучалося не раз четверте вимір, будь воно негаразд, але особливої ​​чіткості в питанні немає і досі.

Якщо немає чіткого визначення центру Всесвіту, то говорити про те, що знаходиться в цьому самому центрі, ми вважаємо порожнім заняттям.

Що знаходиться за межами Всесвіту?

О, це питання дуже цікаве, але таке ж невизначене, як і попереднє. Взагалі невідомо, чи є у Всесвіті межі. Можливо, їх нема. Можливо вони є. Можливо, крім нашого Всесвіту є й інші з іншими властивостями матерії, з відмінними від наших законів природи та світовими константами. Ніхто не може доказово дати відповідь на подібне запитання.

Проблема полягає в тому, що ми маємо можливість спостерігати Всесвіт лише на відстані 13,3 мільярда світлових років. Чому? Дуже просто: ми пам'ятаємо, що вік Всесвіту становить 13,7 мільярдів років. Враховуючи, що наше спостереження відбувається із затримкою, що дорівнює часу, витраченому світлом на проходження відповідної відстані, ми не можемо спостерігати Всесвіт раніше того моменту, як він, власне, з'явився на світ. На цій відстані ми бачимо Всесвіт ясельного віку.

Що ще ми знаємо про Всесвіт?

Дуже багато та нічого! Ми знаємо про реліктове світіння, про космічні струни, про квазари, чорні діри і багато про що інше. Деяка частина цих знань може бути обґрунтована та доведена; дещо є лише теоретичними викладками, які можуть бути підтверджені доказово, а щось - лише плід багатої фантазії псевдоученых.


Але одне ми знаємо напевно: ніколи не настане момент, коли ми зможемо, полегшено витерши піт з чола, сказати: «Фу-у-х! Питання, нарешті, повністю вивчений. Тут більше ловити нема чого!»

Портал сайт – це інформаційний ресурс, на якому Ви зможете отримати багато корисних та цікавих знаньпов'язані з Космосом. В першу чергу мова підепро наш та інших Всесвітів, про небесних тілах, чорні діри і явища в надрах космічного простору.

Сукупність всього існуючого, матерії, окремих частинок та простору між цими частинками називають Всесвітом. За уявленнями вчених та астрологів, вік Всесвіту становить приблизно 14 мільярдів років. За розмірами видима частинаВсесвіт займає близько 14 млрд світлових років. А деякі стверджують, що Всесвіт простягається на 90 мільярдів світлових років. Для більшої зручності у підрахунках подібних відстаней прийнято застосовувати величину парсек. Один парсек дорівнює 3,2616 світлових років, тобто парсек - це відстань, за якою середній радіусорбіти Землі проглядається під кутом однієї кутової секунди.

Озброївшись цими показниками, можна підрахувати космічна відстаньвід одного об'єкта до іншого. Наприклад, відстань від нашої планети до Місяця становить 300 000 км, або 1 світлова секунда. Отже, до Сонця ця відстань зростає до 8,31 світлових хвилин.

Всю свою історію люди намагалися розгадати загадки, пов'язані з Космосом та Всесвітом. У статтях порталу сайт Ви зможете дізнатися не тільки про Всесвіт, а й про сучасні наукових підходахдля її вивчення. Весь матеріал спирається на передові теорії і факти.

Слід зауважити, що у Всесвіт входить велике число відомих людямрізних об'єктів. Найбільш широко відомі серед них – це планети, зірки, супутники, чорні дірки, астероїди та комети. Про планети на даний момент відомо найбільше, оскільки на одній з них ми живемо. Деякі планети мають власні супутники. Так, Земля має свій супутник – Місяць. Крім нашої планети, є ще 8, які обертаються довкола Сонця.

У Космосі багато зірок, але кожна з них не схожа одна на одну. Вони мають різні температури, розміри та яскравість. Оскільки всі зірки відрізняються, їх класифікують так:

Білі карлики;

Гіганти;

Надгіганти;

Нейтронні зірки;

Квазари;

Пульсар.

Найщільніша відома нам речовина – це свинець. У деяких планетах щільність їхньої ж речовини може у тисячі разів перевищувати щільність свинцю, що ставить перед вченими багато питань.

Всі планети обертаються навколо Сонця, але воно також не стоїть на місці. Зірки можуть збиратися у скупчення, які, у свою чергу, також обертаються навколо поки що невідомого нам центру. Ці скупчення називаються галактиками. Наша галактика називається Чумацький шлях. Всі проведені дослідження зараз говорять, що більша частинаматерії, яку створюють галактики, поки що для людини невидима. Через це її назвали темною матерією.

Найцікавішими вважаються центри галактик. Деякі астрономи вважають, що можливим центром галактики є Чорна діра. Це унікальне явище, що утворилося внаслідок еволюції зірки Але поки що все це лише теорії. Проведення експериментів чи дослідження подібних явищ поки що неможливе.

Крім галактик, у Всесвіті присутні туманності (що складаються з газу, пилу та плазми міжзоряні хмари), реліктове випромінювання, які пронизують весь простір Всесвіту, та багато інших маловідомих і навіть невідомих взагалі об'єктів.

Кругообіг ефіру Всесвіту

Симетрія та рівновага матеріальних явищ – це головний принцип структурної організаціїта взаємодії у природі. Причому у всіх формах: зоряної плазми та речовини, світового та вивільненого ефірів. Вся суть таких явищ полягає у їх взаємодіях та перетвореннях, більшість з яких представлені невидимим ефіром. Його ще називають реліктовим випромінюванням. Це мікрохвильове космічне фонове випромінювання, що має температуру 2,7 К. Існує думка, що саме цей ефір, що коливається, і є першоосновою для всього, що наповнює Всесвіт. Анізотропія розподілу ефіру пов'язана з напрямками та інтенсивністю його переміщення у різних областях невидимого та видимого простору. Вся труднощі вивчення та дослідження цілком порівнянна з труднощами вивчення турбулентних процесів у газах, плазмах та рідинах матерій.

Чому багато вчених вважають, що Всесвіт багатовимірний?

Після проведення експериментів у лабораторіях і в самому Космосі були отримані дані, з яких можна припустити, що ми живемо у Всесвіті, де розміщення будь-якого об'єкта можна охарактеризувати часом і трьома просторовими координатами. Через це виникає припущення, що Всесвіт чотиривимірний. Однак деякі вчені, розробляючи теорії елементарних частинок і квантової гравітації, можливо, прийдуть до думки, що існування великої кількостівимірів просто необхідно. Деякі моделі Всесвіту не виключають такої їх кількості, як 11 вимірів.

Слід врахувати, що існування багатомірного Всесвіту можливе при високоенергетичних явищах – чорні дірки, великий вибух, барстери. Принаймні це одна з ідей провідних космологів.

Модель Всесвіту, що розширюється, базується на загальної теоріївідносності. Її запропонували для адекватного пояснення структури червоного усунення. Розширення почалося одночасно з Великим вибухом. Її стан ілюструє поверхню надутої гумової кульки, на яку нанесли крапки – позагалактичні об'єкти. Коли така кулька надується, всі її точки видаляються одна від одної незалежно від положення. За теорією Всесвіт може або розширюватися нескінченно, або стиснутися.

Баріонна асиметрія Всесвіту

Спостережуване у Всесвіті значне збільшення кількості елементарних частинок над усім числом античастинок називається баріонною асиметрією. До баріонів відносять нейтрони, протони і ще деякі короткоживучі елементарні частинки. Ця диспропорція вийшла за доби анігіляції, саме через три секунди після Великого вибуху. До цього моменту кількість баріонів та антибаріонів відповідала один одному. Під час масової анігіляції елементарних античастинок і частинок більша частина їх об'єдналася в пари і зникла, тим самим породивши електромагнітне випромінювання.

Вік Всесвіту на порталі сайт

Вчені сучасності вважають, що нашому Всесвіту приблизно 16 мільярдів років. За підрахунками, мінімальний вік може бути 12-15 мільярдів років. Мінімум відштовхується від найстаріших у нашій Галактиці зірок. Реальний її вік визначити можна тільки за допомогою закону Хаббла, але реальний не означає точний.

Горизонт видимості

Сфера з рівною відстанню радіусом, що світло проходить за весь час існування Всесвіту, називається його горизонтом видимості. Існування горизонту прямо пропорційно пов'язане з розширенням та стисненням Всесвіту. Згідно космологічної моделіФрідмана, розширюватися Всесвіт почав від сингулярної відстані приблизно 15-20 мільярдів років тому. За весь час світло проходить у Всесвіті, що розширюється, залишкову відстань, а саме 109 світлових років. Через це кожен спостерігач моменту t0 після початку процесу розширення може оглядати лише невелику частину, обмежену сферою, що має саме в цей момент радіус I. Ті тіла та об'єкти, які в цей момент знаходяться за цією межею, в принципі не спостерігаються. Світло, що відбивається від них, просто не встигає дістатися спостерігача. Це неможливо, навіть якщо світло вийшло в момент початку процесу розширення.

Через поглинання та розсіювання в ранньому Всесвіті, з урахуванням великої щільностіфотони не могли поширюватися у вільному напрямку. Тому спостерігач здатний зафіксувати лише те випромінювання, яке з'явилося в епоху прозорого для випромінювання Всесвіту. Ця епохавизначається часом "300 000 років, щільністю речовини" 10-20 г/см3 і моментом рекомбінації водню. З усього вищесказаного випливає, що чим ближче в галактиці знаходиться джерело, тим більшим для нього буде значення червоного усунення.

Великий вибух

Момент виникнення Всесвіту називають Великим вибухом. Ця концепціястоїть на тому, що спочатку була точка (точка сингулярності), в якій була вся енергія і вся речовина. Основою характеристики прийнято вважати велику щільністьматерії. Що було до цієї сингулярності – невідомо.

Щодо подій та умов, що відбувалися до настання моменту 5*10-44 секунди (момент закінчення 1-го кванта часу), жодної точної інформаціїні. У фізичному відношеннітієї епохи можна лише припустити, що тоді температура становила приблизно 1,3*1032 градуси із щільністю матерії приблизно 1096 кг/м 3 . Ці значення граничні застосування існуючих ідей. Вони з'являються завдяки співвідношенню гравітаційної постійної швидкості світла, постійних Больцманата Планка та називаються як «планківські».

Ті події, які пов'язані з 5*10-44 до 10-36 секунд, відображають модель « інфляційного Всесвіту». Момент 10-36 секунд відносять до моделі «гарячого Всесвіту».

У період з 1-3 по 100-120 секунд утворилися ядра гелію та невелика кількість ядер інших легень хімічних елементів. З цього моменту в газі почало встановлюватися співвідношення водню 78%, гелію 22%. До одного мільйона років температура у Всесвіті почала знижуватися до 3000-45000 К, почалася епоха рекомбінації. Насамперед вільні електронипочали об'єднуватися з легкими протонами та атомними ядрами. Почали з'являтися атоми гелію, водню та мала кількість атомів літію. Стала прозорою речовина, а випромінювання, яке спостерігається досі, від'єдналося від нього.

Наступний мільярд років існування Всесвіту відзначився зниженням температури від 3000-45000 К до показника 300 К. Цей період для Всесвіту вчені назвали «Темним віком» через те, що ще не з'явилося жодних джерел електромагнітного випромінювання. У цей період неоднорідності суміші початкових газів ущільнювалися завдяки впливу гравітаційних сил. Змоделювавши ці процеси на комп'ютері, астрономи побачили, що це незворотно призводило до появи зірок-гігантів, що перевищують масу Сонця в мільйони разів. Через таку великої масиці зірки нагрівалися до неймовірно високих температурі еволюціонували за період десятків мільйонів років, після чого вони вибухали як наднові. Нагріваючись до великих температур, поверхні таких зірок створювали сильні потоки ультрафіолетового випромінювання. Таким чином, настав період переіонізації. Плазма, яка утворилася в результаті таких явищ, починала сильно розсіювати електромагнітне випромінювання у спектральних короткохвильових діапазонах. У певному сенсі Всесвіт почав поринати в густий туман.

Ці величезні зіркистали першими у Всесвіті джерелами хімічних елементів, які набагато важчі за літій. Почали формуватися космічні об'єкти 2-го покоління, у яких містилися ядра цих атомів. Ці зірки почали створюватися із сумішей важких атомів. Відбулася повторного типу рекомбінація більшості атомів міжгалактичного та міжзоряного газів, що, у свою чергу, призвело до нової прозорості простору для електромагнітного випромінювання. Всесвіт став саме таким, який ми можемо спостерігати зараз.

Спостерігається структура Всесвіту на порталі сайт

Спостережувана частина просторово неоднорідна. Більшість скупчень галактик та окремих галактик формують її комірчасту або стільникову структуру. Вони конструюють стінки осередків, які мають товщину в пару мегапарсек. Ці осередки називають «війдами». Вони характеризуються великим розміром, в десятки мегапарсек, і при цьому в них немає речовини з електромагнітним випромінюванням. На частку «війд» припадає близько 50% всього обсягу Всесвіту.