Какая большая вселенная
Насколько велика Вселенная?
Фактический пространственный размер Вселенной неизвестен. Однако, измеряя наблюдаемую Вселенную, текущий размер Вселенной составляет примерно 95 миллиардов световых лет в диаметре.
Когда-то человечество считало, что ночное небо — это неосвещенная сфера, окружающая Землю, когда Солнце спит (которое, как они думали, путешествует внутри этой сферы).
Они воображали, что маленькие точки света — это кусочки «неба», просвечивающие сквозь несовершенства неба.
Мы довольно быстро избавились от этого глупого представления, когда люди начали изучать небо либо по религиозным соображениям, пытаясь придать некий смысл существованию, либо, что более логично, предсказывать «сезоны роста» и «время», чтобы они могли планировать свою жизнь. цивилизации и выжить.
Как только мы обнаружили, что сельское хозяйство возможно, стало очень важно знать, когда погода будет подходящей для посадки; когда разливался Нил; когда придут муссоны; и когда убийственные морозы могут уничтожить ваши посевы и обречь ваш город, деревню или город.
Звезды просто оказались самым надежным календарем до того, как широкое распространение получили чтение, письмо и математические способности.
Мы начали узнавать «планеты» или «движущиеся звезды» с открытием греческого слова «плантаи», означающего «странники».
Вскоре после этого мы начали считать, что эти другие фиксированные точки света были другими солнцами, которые были довольно далеко, но мы понятия не имели, как далеко они были…
Ядро Млечного Пути в ночном небе. Фото Тревора Джонса
- Насколько велика Вселенная в милях? Наше лучшее предположение — 540 секстиллионов (или 54 с 22 нулями) миль.
- Сколько лет Вселенной?Астрономы определили, что нашей наблюдаемой Вселенной 13,7 миллиарда лет.
- Откуда мы знаем, сколько лет Вселенной? Астрономы оценивают возраст Вселенной двумя способами, отыскивая самые старые звезды.
- Бесконечна ли Вселенная? Астрономы не могут видеть пределы нашей вселенной, только предел того, как далеко мы можем видеть (наблюдаемую вселенную).
Близко или далеко?
Луна выглядит довольно близко на нашем небе, и кажется, что она практически такого же диаметра, как Солнце. Это связано с невероятным совпадением, что Солнце находится примерно в 400 раз дальше, чем Луна, и примерно в 400 раз больше.
Солнце и Луна имеют примерно одинаковый размер, если смотреть на них в небе, хотя это только благодаря тому совпадению, что Солнце находится примерно в 400 раз дальше, чем Луна, а также примерно в 400 раз больше. Еще одно забавное совпадение заключается в том, что радиус Солнца примерно в два раза больше расстояния до Луны.
Несмотря на то, как близко это кажется, мы могли бы поместить 30 Земель в пространство между нами и Луной. Если ехать со скоростью шоссе, то на это уйдет полгода.
Сравнение размеров Земли и Луны.
Однако наша местная звезда тоже невообразимо огромна. При скорости шоссе на то, чтобы проехать с одной стороны на другую, ушло бы почти два года.По сравнению с Землей Солнце — чудовище; это гигантский термоядерный реактор, в котором достаточно водородного топлива, чтобы продолжать непрерывное горение еще 4 миллиарда лет.
В небе он кажется маленьким только потому, что находится на расстоянии 150 000 000 километров.
Диаметр Земли составляет 12 742 км, а диаметр Солнца — колоссальные 1,3927 млн км. Это большая разница в размерах, как видно из приведенного ниже примера.
Размер Солнца по сравнению с Землей.
Скорость света
Скорость Света (СОЛ) — это предельная скорость во Вселенной. Эйнштейн учил нас, что чем быстрее вы движетесь, тем больше этой энергии становится массой (E=MC2), и по мере того, как вы приближаетесь к Солнцу, энергия, используемая для увеличения вашей скорости, становится массой. Масса увеличивается настолько, что становится бесконечной (если бы вы действительно могли достичь скорости света), и поэтому также потребовалась бы бесконечная энергия, чтобы двигаться быстрее.
Таким образом, единственное, что может (практически) достичь Солнечной системы, — это сам свет, потому что свет состоит из фотонов, которые являются безмассовыми частицами.
Ближайшие объекты
Таким образом, используя самое быстрое из возможных, свет и то, как быстро он перемещается за определенный период времени, у нас есть метод измерения больших расстояний. Например, за одну секунду свет проходит ~300 000 километров. Это означает, что он может добраться до Луны примерно за 1,25 секунды. Поэтому расстояние называется 1,25 световых секунды.
Марс находится на другой орбите, чем Земля, поэтому его расстояние от нас разное. Это намного дальше, чем Луна, поэтому мы используем световые минуты вместо световых секунд. Когда Земля и Марс находятся ближе всего, для отправки световых (или радио) сигналов требуется более трех минут; на самом дальнем расстоянии это занимает более 22 минут.
Мы говорим, что расстояние составляет от 3,11 до 22,27 световых минут. В среднем это почти в 1000 раз дальше, чем Луна от Земли.
Наша самая дальняя планета, Нептун, находится так далеко, что мы измеряем расстояние до нее в световых часах. От Солнца до Нептуна около четырех световых часов.
Для сравнения, два наших самых далеких зонда, «Вояджер-1» и «Вояджер-2», находятся на расстоянии около 21 светового часа и 18 световых часов прямо сейчас, в 2022 году.
Ближайшие звезды
Даже наши ближайшие соседи за пределами Солнечной системы находятся очень далеко. Ближайшая из них, Проксима Центавра, вместе с Альфа Центавра A и B находится на расстоянии около 4,3 световых года от нас.
Вы никогда не видели полного изображения Галактики Млечный Путь (где мы живем), потому что это было бы невозможно. То, что вы видели, является иллюстрацией того, как, по нашему мнению, она выглядит, или других галактик, которые, по нашему мнению, напоминают нашу.
Расстояние от края до края нашей галактики составляет примерно 100 000 световых лет. Нам потребовалось бы больше времени, чем возраст всей Вселенной, чтобы запустить камеру за пределы галактики достаточно далеко, чтобы сделать изображение; затем потребовалось бы много тысячелетий, чтобы радиоволны вернулись к нам с изображением.
На самом деле, с тех пор, как у нас появилось радио, изобретенное в начале 1900-х, его сигналы ушли от Земли, на Солнечной системе, и не могут быть дальше, чем количество лет, прошедших с тех пор, или около 100 световых лет. .
99,999% из 200 миллиардов звезд в нашей галактике не могут знать, что мы существуем, основываясь на наших радиосигналах.
Почти все звезды, которые вы можете увидеть в самом темном ночном небе невооруженным глазом, насчитывают около 3000.
Все они поместились бы в этот красный круг (если бы это был настоящий Млечный Путь), поскольку почти все остальное требует астрономических инструментов для наблюдения.
Иллюстрация, показывающая наше приблизительное местоположение в Млечном Пути.
Местная группа
В непосредственной близости от нас находится более 50 галактик, которые мы называем Местной группой. Это земной шар диаметром около десяти миллионов световых лет. Некоторые больше Млечного Пути, другие меньше. В основном у них тоже есть сотни миллиардов собственных звезд.
Сверхскопление Девы
Эта сфера имеет дополнительные 100 миллионов световых лет в поперечнике, а наша Местная группа ничтожно мала и составляет всего 1% от 100 других «местных групп», подобных нашей.Все они содержатся в сверхскоплении Девы, включающем около 5000 собственных галактик.
Сверхскопление Ланиакея
Но сверхскопление Девы становится незначительным, когда мы расширяемся дальше до сверхскопления Ланиакея, которое имеет размеры более полумиллиарда световых лет в поперечнике и содержит не менее 100 000 галактик. Это большой? Не по сравнению с Наблюдаемой Вселенной.
В следующем видео обсуждается идея ученых «перекраивать границы космической карты». Это переопределяет наше родное сверхскопление на «Ланиакея», что в переводе с гавайского означает «неизмеримые небеса».
Наблюдаемая Вселенная?
На невероятной иллюстрации Пабло Карлоса Будасси ниже вы увидите наблюдаемую Вселенную во все более компактном масштабе. В центре находятся Земля и Солнце, за ними следует наша солнечная система, затем близлежащие звезды, близлежащие галактики, далекие галактики, нити ранней материи и, наконец, космический микроволновый фон.
Наблюдаемая Вселенная. НАСА Астронет, 18 мая 2018 г.
В той области Вселенной, которую мы можем видеть, находится примерно два триллиона галактик (2 000 000 000 000). Здесь даже сверхскопление Ланиакея выглядит как пылинка, пойманная солнечным лучом.
Из любой точки наблюдаемой Вселенной самая дальняя точка находится на расстоянии 46,5 миллиардов световых лет. Конечно, это превышает возраст Вселенной, который составляет всего около 13,8 миллиардов лет, так как же это возможно?
Проще говоря, из-за процесса, который мы еще не понимаем, Вселенная расширяется, и чем дальше находится объект, тем быстрее он удаляется от наблюдателя.
В настоящее время мы называем это явление управляемым Темной Энергией и Темной Материей, которые являются терминами, которые мы создали в качестве заполнителей, пока у нас не будет объяснения процесса. Никто никогда не видел темную материю и не измерял темную энергию.
Что мы знаем, так это то, что что-то заставляет вселенную расширяться, и в самых дальних уголках пространство расширяется так быстро, что превышает способность света пересекать это пространство.
Свет на определенном расстоянии не может двигаться достаточно быстро, чтобы достичь нас, настолько эффективно, что излучающий свет объект исчезает для нас навсегда. Физика не позволит нам заглянуть за пределы наблюдаемой Вселенной.
Телескопы
Телескопы помогли нам доказать, что Земля была «просто еще одной планетой», а не «центром вселенной», как предписывают некоторые религии. Как ни странно, но они были правы…
Ширина наблюдаемой Вселенной составляет всего 93 миллиарда световых лет.. Согласно байесовским математическим моделям (разработанным, чтобы помочь нам экстраполировать идеи, рассматривая предыдущие доказательства, которые привели нас к нашим текущим знаниям), вся Вселенная, вероятно, имеет размер не менее 470 миллиардов световых лет в поперечнике, а возможно, и намного больше, или даже бесконечна.
Тот факт, что мы не можем видеть всю Вселенную, не меняет вероятности того, что ее размер намного больше, чем мы видим.
На самом деле это означает, что из любой точки Вселенной, до которой мы можем добраться, край всегда будет находиться примерно в 46,5 миллиардах световых лет во всех направлениях.
Так что вы действительно находитесь в центре Вселенной или, по крайней мере, в ее наблюдаемой части.
Вынос
Чтобы помочь вам получить представление о размерах Вселенной, есть два видео, которые очень поучительны для просмотра. Первый — это оригинальный Sloan Digital Sky Survey.
Он абсолютно бесшумный и дает вам экскурсию только по 400 000 галактик, ближайших к нашей.
Каждая точка, которую вы видите, — это не звезда, а галактика с миллиардами звезд в каждой. Лучше всего смотреть на большом экране в темной комнате.
Второй — цветной, с музыкой и в конечном итоге показывает вам столько наблюдаемой Вселенной, сколько мы можем себе представить. Желаю хорошей поездки.
Полезные ресурсы:
- 13 фактов о космосе, которые поразят вас
- Типы звезд во Вселенной
- Что такое туманность? (Каждый тип и примеры)
