Наша вселенная и ее тайны. (24 фото). Из мира в мир перелетая. Иерархическое формирование галактик во Вселенной

Начнем не с факта, а со знакомства с нашей галактикой. Сегодня вечером, когда солнце скроется за горизонтом, взгляните вверх. В зависимости от того, насколько будет темно, Вы сможете видеть скопление звезд, каждая из которых относится к нашей собственной галактике Млечного пути. Но если Вы вглядитесь пристальнее, то будете в состоянии определить и звезды других галактик, кроме нашей собственной, некоторые из которых видны невооруженным глазом.

Другие Галактики

Этот факт непременно заставит Вас чувствовать себя маленькими. Ученые оценивают, что есть сотни миллиардов галактик во вселенной, ни одной из которых Вы не увидите без телескопа. Кроме того у каждой из этих галактик есть миллиарды звезд, а общее число звезд во вселенной приводит к 10 миллиардам триллионов. Число звезд больше, чем число песчинок на всех пляжах Земли.

Темная Материя

Все звезды, галактики и черные дыры во вселенной только составляют приблизительно 5% ее массы. Как бы безумно это не звучало, оставшиеся 95% просто не учтены. Ученые решили маркировать этот таинственный материал темной материей, и по сей день они все еще не уверены, что это такое и как выглядит.

Космическое облако алкоголя

Для тех, кто мечтает открыть свой собственный бар, нет места лучше, чем облако Стрелец B (Sagittarius B). Хотя оно и расположено на расстоянии в 26,000 световых лет, это межзвездное облако газа и пыли содержит миллиарды литров винилового спирта. Хотя он и находится в состоянии, не пригодном для питья, это очень важное органическое соединение, без которого невозможно существование жизни.

Луна пахнет, как порох

После отправки лунных астронавтов на миссиях Аполлона, они описывали лунную пыль, как чрезвычайно мягкую и пахнущую порохом. Ученые, однако, все еще точно не уверены, почему это происходит. У пороха чрезвычайно различные составы с лунной пылью, состоящей в большинстве маленьких частиц силиконового стеклянного диоксида.

Ядерный удар по Луне

В поздние 1950е родилось нечто, маркированное Проектом A119. Соединенные Штаты решили, что это будет хорошая идея — запустить ядерную ракету, ударив по Луне. Зачем? Очевидно, они чувствовали, что это даст им фору в Космической гонке? К счастью, этот план никогда не был реализован.

Иллюзия Понцо

Вы когда-либо замечали, что когда луна находится непосредственно на горизонте, она кажется намного ближе и больше? На самом деле это особенность работы человеческого мозга, интерпретировать предметы на расстоянии. Хотя предметы на расстоянии действительно маленькие, Ваш мозг фактически не интерпретирует их, как крошечные. Эффект известен, как иллюзия понцо, когда мозг раздувает размер луны, чтобы заставить её казаться больше. Не верите? В следующий раз, когда увидете огроную луну, поставьте на ее фоне свои часы или руку, и смотрите, как она уменьшается

Самый большой алмаз

В 2004 ученые обнаружили самый большой алмаз из когда-либо зафиксированных. Фактически, это — разрушенная звезда. Составляющая примерно 4000 км в диаметре, с биллионами каратов, она находится на расстоянии примерно в 50 световых лет от Земли.

День Венеры дольше, чем её год

Странно, но Венера проходит всю свою орбиту вокруг солнца прежде, чем ей удается обернуться вокруг собственной оси. Это означает, что день фактически более длителен, чем целый год по времени Венеры. Таким образом, Вторая мировая война в масштабах Венеры закончилась менее 100 дней назад.

Плавающий Сатурн

Если бы Вы должны поместили Сатурн в стакан воды, он бы плавал. Причина этому кроется в его плотности. 687 грамм на см, возведенные в куб, в то время как вода составляет 998 грамм в куб см. К сожалению, Вы нуждались бы в стакане, который составляет более чем 120,000 км в диаметре, чтобы засвидетельствовать это.

Холодная сварка

Это — явление, используемое, чтобы описать факт, что всякий раз, когда два куска металла в космосе соприкасаются друг с другом, они очень плотно склеиваются. В то время как сварка обычно требует высокой температуры, в этом случае космический вакуум играет свою роль. Возникает вопрос, как космические шаттлы сопротивляются этому фактору? Как правило, у металлов на Земле есть слой окисленного материала, покрывающего их поверхность, которая предотвращает холодную сварку в космосе. Таким образом, на миссиях риск случайной сварки шаттла с другими объектами незначителен.

У Земли есть несколько Лун

Хоть они больше походят на лунных подражателей, но ученые обнаружили несколько астероидов, которые более или менее следуют за Землей, в то время как она перемещается вокруг солнца.

Космический мусор

У Земли действительно есть более чем 8,000 объектов, движущихся по кругу на орбите. Большинство из них классифицировано, как «космический мусор», или развалины от космических кораблей и миссий в прошлом. Уже упоминали, что земную орбиту можно отнести к самым загрязненным местам Земли.

Лунный дрейф

Ученые посчитали, что каждый год луна перемещается на 3.8 см далее от Земли. В результате, вращение Земли замедлялось приблизительно на.002 секунды каждый день в течение прошлого столетия.

Солнечным лучам на Земле 30 000 лет

Большинство из нас знает, что свой путь к Земле солнечные лучи проделывают за 8 минут, пересекая 93 миллиона миль между Землей и поверхностью Солнца. Но знаете ли Вы, что энергия в этих лучах начала свою жизнь более, чем 30,000 лет назад глубоко в ядре солнца? Они были сформированы интенсивной реакцией сплава и потратили большинство тысяч лет, пробиваясь на поверхность Солнца.

Большой Ковш — не созвездие

Фактически, Большой Ковш — это астеризм. Есть только 88 официальных созвездий, а все другие, включая Ковш — попадают в категорию астеризмов. Тем не менее, она состоит из 7 самых ярких звезд созвездия Большая Урса, или Большая Медведица

Постоянное движение

Мы живем на планете, которая вращается по своей оси, в то же время вращаясь вокруг звезды, которая вращается вокруг центра галактики, которая также перемещается в пространстве. Походит на достаточно сложную систему, где мы все находимся в постоянном движении и взаимодействии.

Пространственная относительность Галилея

Каким образом Вы узнаете, что автобус, на котором Вы добираетесь до работы, фактически перемещается? Что, если Вы сидите в единственном неподвижном объекте в известной вселенной и все остальное, включая дорогу перемещается? Правда в том, что нет никакого способа доказать то, что перемещается относительно чего. Для Вас человек за окном будет статичен, потому что Ваша система взглядов — автобус. Для человека, смотрящего от тротуара, однако, и Вы, и автобус будете двигаться, потому что его система взглядов — земля.

Скорость Света

Скорость света постоянна, и не зависит ни от каких сопутствующих факторов. Скорость света составляет приблизительно 300 000 километров в секунду.

Универсальный предел скорости

В результате вышеупомянутого факта, что скорость света не может превысить 300 000 километров в секунду, мог бы последовать вывод, что ничто не может, потому эта отметка и считается, как универсальное ограничение скорости. Это, возникают некоторые интересные последствия, приводящие непосредственно к следующему факту.

Теория относительности Эйнштейна

Объясняясь понятными терминами, Эйнштейн по существу выступил с революционной идеей, что не только движение относительно, но и время, также. Можно привести пример, взяв человека, который едет в автобусе, и который стоит на тротуаре. Теперь берем пучок света, отраженный от какой либо поверхности, и направленный в сторону этих двух участников опыта. За один и тот же промежуток времени человек в автобусе преодолеет гораздо большее расстояние навстречу к пучку света, чем пешеход на тротуаре, соответственно встретится с ним на какое-то время раньше. Таким образом можно предположить, что для каждого из участников время было разным, более медленным, или более быстрым.

Двигающиеся часы

Все, о чем мы сейчас говорили, относится к современным технологиям. Фактически, часы в бортовых компьютерах и навигационном оборудовании должны принять во внимание эффекты относительности. Например, если бы Вы измерили время, которое протекло на наручных часах летчиков-истребителей, то Вы обнаружили бы, что оно отстало от Ваших часов на несколько наносекунд.

Относительность времени

Помните физику средней школы? Поскольку сила тяжести увеличивается около поверхности Земли, то же самое происходит и с ускорением. Следуя этой теории, на различных высотах часы тикают на различных скоростях. Кроме того, в то время, как Земля вращается, кто-то стоящий около экватора двигается быстрее, чем кто-то на Северном полюсе. Все потому, что их часы тикают более медленно.

Парадокс Близнецов

Если Вы все еще продержались, дочитав до этой страницы, то сможете без труда понять, о чем пойдет речь. Известный парадокс близнецов постулирует, что, если Вы помещаете одного близнеца в космический корабль, который будет перемещаться со скоростью света через пространство и оставите другого на Земле, то из-за эффектов относительности близнец в космическом корабле возвратится на планету значительно моложе, чем его родной брат на Земле.

Невероятные факты

Задумывались ли вы когда-нибудь, насколько большой является Вселенная?

8. Однако это ничто по сравнению с Солнцем.

Фото Земли из космоса

9. А это вид нашей планеты с Луны .

10. Это мы с поверхности Марса .

11. А это вид Земли за кольцами Сатурна .

12. А это знаменитая фотография "Бледно-голубая точка ", где Земля сфотографирована с Нептуна, с расстояния почти 6 миллиардов километров.

13. Вот размер Земли в сравнении с Солнцем , которое даже не помещается полностью на фотографии.

Самая большая звезда

14. А это Солнце с поверхности Марса .

15. Как однажды сказал известный астроном Карл Саган, в космосе больше звезд, чем песчинок на всех пляжах Земли.

16. Существует множество звезд, которые гораздо больше нашего Солнца . Только посмотрите, насколько крошечным является Солнце.

Фото галактики Млечный путь

18. Но ничто не может сравниться с размерами галактики. Если уменьшить Солнце до размеров лейкоцита (белой кровяной клетки), и уменьшить Галактику Млечный путь, используя тот же масштаб, Млечный путь был бы размером с США.

19. Это потому, что Млечный путь просто огромен. Вот, где находится Солнечная система внутри него.

20. Но мы видим лишь очень малую часть нашей галактики .

21. Но даже наша галактика крошечная по сравнению с другими. Вот Млечный путь в сравнении с галактикой IC 1011 , которая находится на расстоянии 350 миллионов световых лет от Земли.

22. Задумайтесь, на этой фотографии, сделанной телескопом Хаббл, тысячи галактик , каждая из которых содержит миллионы звезд, каждая со своими планетами.

23. Вот одна из галактик UDF 423, находящаяся на расстоянии 10 миллиардов световых лет . Когда вы смотрите на эту фотографию, вы глядите на миллиарды лет в прошлое. Некоторые из этих галактик сформировались через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва.

24. Но помните, что эта фотография является очень, очень маленькой частью Вселенной . Это просто незначительная частица ночного неба.

25. Можно вполне уверенно предположить, что где-то есть черные дыры . Вот размер черной дыры в сравнении с орбитой Земли.

Вселенная! Курс выживания [Среди черных дыр. временных парадоксов, квантовой неопределенности] Голдберг Дэйв

II. Как выглядит край Вселенной?

Разговор о Тентакулюсе VII наталкивает нас на важные размышления. Если бы у нас были такие мощные телескопы, что в них можно было бы разглядеть родную планету доктора Калачика, мы бы увидели не то, что там происходит сегодня, а то, что было примерно миллиард лет назад. А если бы мы поглядели на другую, еще более отдаленную галактику, то заглянули бы в еще более отдаленное прошлое. Именно так ученые и изучают ранние стадии развития Вселенной – они смотрят, что происходит в очень далеких галактиках.

Однако за самыми дальними галактиками существует предел, за который мы заглянуть не в силах. На Земле мы называем этот предел горизонтом, но точно такой же горизонт существует и у Вселенной в целом. Заглянуть за горизонт мы не можем, так как свет распространяется с постоянной скоростью. А поскольку Вселенная существует относительно недавно, всего каких-то 13,7 миллиарда лет, все, что расположено дальше, чем 13,7 миллиарда световых лет, еще некоторое время не будет доступно нашему глазу.

А откуда, собственно, взялась эта дата «начала Вселенной»? Начнем с конца. Если все галактики во Вселенной удаляются друг от друга, значит, когда-то в прошлом был момент, когда они (или по крайней мере атомы, которые их составляют) сидели друг у друга на голове. Это «событие» мы называем Большим взрывом, который стал причиной крупных заблуждений, всяческой путаницы и написания следующей главы.

Оценить, когда произошел Большой взрыв, мы сумеем, если вспомним, что скорость – это отношение расстояния ко времени. Предположив (ошибочно, как выясняется, но пока что такая погрешность нас устраивает), будто скорость удаления галактики, где расположен Тентакулюс, с начала времен постоянна, мы можем вычислить скорость Вселенной при помощи простых магоматематических выкладок. Только подумайте: чем дальше от нас галактика находится сегодня, тем старше наша Вселенная, поскольку все разбегается друг от друга в известном нам темпе. Подставим в это простенькое линейное уравнение переменные, справедливые для нашей Вселенной, и прикинем, что возраст Вселенной – около 13,8 миллиарда лет: смотрите, результат почти такой же, как если бы вы проделали все вычисления точно и с нужными поправками.

Если бы у нас был достаточно мощный телескоп, смогли бы мы своими глазами увидеть зарождение Вселенной? Почти, но не совсем. Нынешний рекордсмен по дальности, объект по прозвищу A 1689-zD1, находится от нас на таком расстоянии, что его изображение, видное в космический телескоп «Хаббл», относится к тому времени, когда Вселенная насчитывала всего 700 миллионов лет от роду (около 5?% ее нынешнего возраста), когда ее размер составлял меньше / 8 нынешнего.

Хуже того, A 1689-zD1 удаляется от нас со скоростью, примерно в 8 раз превышающей скорость света. (Мы подождем, а вы перелистайте книжку назад, на главу 1, где мы четко и недвусмысленно заявили, что это невозможно.) Загадка мгновенно разрешится, если мы вспомним, что это Вселенная расширяется, а не галактика движется. Галактика стоит на месте.

Вам все еще кажется, что мы жульничаем? Вовсе нет. Специальная теория относительности не говорит, что предметы не могут удаляться друг от друга со скоростью больше скорости света. А говорит она следующее: если я отправлю в небо Бэт-сигнал, Бэтмен не сумеет перегнать его на Бэтплане, как бы ни пыжился. В более общем смысле это означает, что никакая информация (например, частица или сигнал) не может двигаться быстрее света. Это абсолютная правда, даже если Вселенная очень быстро расширяется. Мы не в состоянии использовать расширение Вселенной, чтобы обогнать луч света.

На самом деле мы способны заглянуть в прошлое даже дальше, чем A 1689-zD1, но для этого нам нужны радиоприемники. Мы можем заглянуть в то время, когда Вселенной было всего-навсего 380 тысяч лет от роду и она состояла всего лишь из бурлящей смеси водорода, гелия и крайне высокоэнергичного излучения.

Дальше все в тумане – буквально. Поскольку Вселенная на ранних стадиях своего развития была туго набита материей, это все равно что пытаться заглянуть за соседкины шторы. Что за ними, не видно, но мы знаем, как выглядит Вселенная сейчас и как она выглядела в каждый момент времени с ранних стадий до сегодняшнего дня, поэтому можем догадаться, что находится за этой космической шторой. Так и подмывает за нее заглянуть, правда?

Так вот, хотя заглянуть за горизонт мы не в силах, зато видим достаточно много, чтобы удовлетворять собственное и чужое любопытство за государственный счет. Самое прекрасное – чем дольше мы ждем, тем старше становится Вселенная и тем дальше отодвигается горизонт. Иначе говоря, существуют далекие уголки Вселенной, чей свет доходит до нас только сейчас.

А что же находится за горизонтом? Этого никто не знает, но мы вправе делать обоснованные догадки. Помните, что Коперник и его последователи ясно показали нам: «Когда куда-нибудь идешь, то все равно куда-нибудь придешь», поэтому можно предположить, что за горизонтом Вселенная выглядит примерно так же, как и здесь. Конечно, там будут другие галактики, но их окажется примерно столько же, что и вокруг нас, и выглядеть они будут примерно так же, как и наши соседки. Но это не обязательно правда. Мы выдвигаем такое предположение, поскольку у нас нет причин думать иначе.

автора Хокинг Стивен Уильям

9. Происхождение Вселенной Вопрос о происхождении Вселенной немного схож с самой древней проблемой: что появилось сначала – курица или яйцо? Другими словами, какая сила создала Вселенную и что создало эту силу? Или, возможно, Вселенная или создавшая ее сила существовали

Из книги Новейшая книга фактов. Том 3 [Физика, химия и техника. История и археология. Разное] автора Кондрашов Анатолий Павлович

Из книги Тайны пространства и времени автора Комаров Виктор

Из книги Вселенная. Руководство по эксплуатации [Как выжить среди черных дыр, временных парадоксов и квантовой неопределенности] автора Голдберг Дэйв

Из книги Движение. Теплота автора Китайгородский Александр Исаакович

Из книги Достучаться до небес [Научный взгляд на устройство Вселенной] автора Рэндалл Лиза

Из книги Твиты о вселенной автора Чаун Маркус

Из книги Интерстеллар: наука за кадром автора Торн Кип Стивен

II. Как выглядит край Вселенной? Разговор о Тентакулюсе VII наталкивает нас на важные размышления. Если бы у нас были такие мощные телескопы, что в них можно было бы разглядеть родную планету доктора Калачика, мы бы увидели не то, что там происходит сегодня, а то, что было

Из книги Быть Хокингом автора Хокинг Джейн

Как выглядит тепловое движение Взаимодействие между молекулами может иметь большее или меньшее значение в «жизни» молекул.Три состояния вещества – газообразное, жидкое и твердое – различаются одно от другого той ролью, которую в них играет взаимодействие

Из книги автора

МАСШТАБЫ ВСЕЛЕННОЙ Наше путешествие начинается в привычном нам масштабе - том самом, в котором мы живем, пользуемся разными вещами, видим и трогаем их. Неслучайно именно один метр - не одна миллионная его доля и не десять тысяч метров - лучше всего соответствует размеру

Из книги автора

ЭКСКУРСИЯ ПО ВСЕЛЕННОЙ Книга и фильм «Степени десяти» (Powers of Ten) - одно из классических путешествий по далеким мирам и измерениям - начинаются и заканчиваются изображением пары людей, сидящих на травке в парке в Чикаго; надо сказать, что это место подходит для начала

Из книги автора

134. Как выглядит микроволновое небо? Если посмотреть на ночное небо, вы увидите отдельные звезды. Но самое удивительное, что ночное небо в основном черное.Видимый свет - это только малая часть «электромагнитного спектра». Другие виды света (невидимого) включают

Из книги автора

136. Как выглядит ультрафиолетовое небо? Ультрафиолетовый (УФ) свет имеет длину волны от 10 до 400 нанометров (нм). Невидимый для человеческого глаза, но некоторые животные, например такие как пчелы, видят в этом диапазоне.УФ фотоны несут в себе гораздо больше энергии, чем

Из книги автора

Как выглядит черная дыра Мы, люди, принадлежим нашей бране. Мы не можем покинуть ее и попасть в балк (разве что какая-нибудь сверхразвитая цивилизация переправит нас туда в тессеракте или ином устройстве, как это произошло с Купером, см. главу 29). Следовательно,

Из книги автора

Как выглядит проходимая червоточина Как выглядит проходимая червоточина для нас с вами, для людей этой Вселенной? Я не могу ответить наверняка. Если червоточину возможно удерживать открытой, точный способ это сделать остается загадкой, поэтому про форму

Из книги автора

5. Расширение вселенной Тем временем в конце 1960-х нас снова ожидал кризис, хотя и гораздо менее драматичный, чем злополучное знакомство Роберта с эффектами лекарств. Членство Стивена в колледже в качестве научного сотрудника подходило к концу, и так как один раз срок уже

Книга «Вселенная. Руководство по эксплуатации» - идеальный путеводитель по самым важным - и, конечно, самым упоительным - вопросам современной физики: «Возможны ли путешествия во времени?», «Существуют ли параллельные вселенные?», «Если вселенная расширяется, то куда она расширяется?», «Что будет, если, разогнавшись до скорости света, посмотреть на себя в зеркало?», «Зачем нужны коллайдеры частиц и почему они должны работать постоянно? Разве в них не повторяют без конца одни и те же эксперименты?». Юмор, парадоксальность, увлекательность и доступность изложения ставят эту книгу на одну полку с бестселлерами Г. Перельмана, С. Хокинга, Б. Брайсона и Б. Грина! Настоящий подарок для всех, кого интересует современная наука, - от любознательного старшеклассника до его любимого учителя, от студента-филолога до доктора физико-математических наук!

Что за ними, не видно, но мы знаем, как выглядит Вселенная сейчас и как она выглядела в каждый момент времени с ранних стадий до сегодняшнего дня, поэтому можем догадаться, что находится за этой космической шторой. Так и подмывает за нее заглянуть, правда?

Так вот, хотя заглянуть за горизонт мы не в силах, зато видим достаточно много, чтобы удовлетворять собственное и чужое любопытство за государственный счет. Самое прекрасное - чем дольше мы ждем, тем старше становится Вселенная и тем дальше отодвигается горизонт. Иначе говоря, существуют далекие уголки Вселенной, чей свет доходит до нас только сейчас.

А что же находится за горизонтом? Этого никто не знает, но мы вправе делать обоснованные догадки. Помните, что Коперник и его последователи ясно показали нам; «Когда куда-нибудь идешь, то все равно куда-нибудь придешь», поэтому можно предположить, что за горизонтом Вселенная выглядит примерно так же, как и здесь. Конечно, там будут другие галактики, но их окажется примерно столько же, что и вокруг нас, и выглядеть они будут примерно так же, как и наши соседки. Но это не обязательно правда. Мы выдвигаем такое предположение, поскольку у нас нет причин думать иначе.

<<< Назад

Вперед >>>

Астрономия

• Перевод

Симуляция крупномасштабной структуры Вселенной демонстрирует сложные неповторяющиеся скопления. Но с нашей точки зрения мы можем видеть конечный объём Вселенной. Что лежит за его пределами?

13,8 млрд лет назад известная нам Вселенная началась с Большого взрыва. За это время расширилось пространство, материя испытывала гравитационное притяжение, и в результате мы получили такую Вселенную, какую наблюдаем сегодня. Но пусть она и огромна, у наших наблюдений есть пределы. На определённом расстоянии галактики исчезают, звёзды тускнеют, и никаких сигналов от удалённых частей Вселенной мы не получаем. А что же находится за этим пределом? На этой неделе читатель спрашивает:

Если Вселенная конечна в объёме, где находится её граница? Можно ли к ней приблизиться? Как она будет выглядеть?

Начнём с нашего текущего местоположения, и заглянем так далеко, как сумеем.



Видимые нами звёзды и галактики, расположенные поблизости, выглядят так же, как наши. Но чем дальше мы смотрим, тем глубже в прошлое Вселенной заглядываем: там она менее структурирована, моложе, и не так сильно развита

В непосредственной близости от нас Вселенная полна звёзд. Если улететь за 100 000 световых лет, то можно оставить за собой Млечный Путь. За ним простирается море галактик - возможно, два триллиона внутри наблюдаемой Вселенной. Существует огромное количество их разновидностей, форм, размеров и масс. Но разглядывая более удалённые галактики, можно увидеть нечто необычное: чем дальше галактика, тем вероятнее то, что она будет меньше по размеру и по массе, а её звёзды будут тяготеть к голубому цвету сильнее, чем у ближайших галактик.

Чем отличаются галактики в разное время истории Вселенной

Это имеет смысл при условии наличия у Вселенной начала: дня рождения. Именно этим и был Большой взрыв, день, когда родилась известная нам Вселенная. Возраст галактики, находящейся относительно недалеко от нашей, совпадает с нашим возрастом. Но рассматривая галактику, находящуюся в миллиардах световых лет от нас, мы видим свет, которому пришлось идти миллиарды лет, прежде чем он достиг наших глаз. Возраст галактики, свету которой потребовалось 13 млрд лет на то, чтобы дойти до нас, должен быть менее миллиарда лет, и заглядывая всё дальше в пространство мы, по сути, заглядываем в прошлое.

Композит из ультрафиолетового, видимого и инфракрасного света, полученный проектом Хаббла eXtreme Deep Field - величайшее из выпущенных изображение далёкой Вселенной

Выше приведено изображение проекта Хаббл eXtreme Deep Field (XDF), глубочайшее изображение удалённой Вселенной. На нём видны тысячи галактик, находящиеся на сильно различных расстояниях от нас и друг от друга. Но в простом цвете нельзя увидеть, что с каждой галактикой связан определённый спектр, в котором облака газа поглощают свет совершенно определённых длин волн, благодаря простой физике атома. С расширением Вселенной эта длина растягивается, поэтому более дальние галактики кажутся нам более красными. Эта физика позволяет нам делать предположения о расстоянии до них, и когда мы расставляем эти расстояния, выясняется, что самыми удалёнными галактиками оказываются самые молодые и мелкие.

За галактиками должны находиться первые звёзды, а затем ничего, кроме нейтрального газа - когда у Вселенной не было времени стянуть материю в достаточно плотные для формирования звёзд структуры. Пройдя ещё на несколько миллионов лет назад, мы увидим, что излучение во Вселенной было настолько горячим, что там не могли сформироваться нейтральные атомы, а значит фотоны постоянно отскакивали от заряженных частиц. Когда же нейтральные атомы сформировались, этот свет должен был просто пойти по прямой линии, и идти вечно, поскольку на него не влияет ничего, кроме расширения Вселенной. Открытие этого остаточного свечения - реликтового излучения - более 50 лет назад стало окончательным подтверждением Большого взрыва.

Систематическая диаграмма истории Вселенной, описывающая реионизацию . До формирования звёзд и галактик Вселенная была наполнена нейтральными атомами, блокировавшими свет. И хотя большая часть Вселенной подверглась реионизации только спустя 550 млн лет, некоторые более удачливые участки практически реионизировались раньше этого срока.

С нашего сегодняшнего местоположения мы можем посмотреть в любом направлении и увидеть одинаковый ход космической истории. Сегодня, спустя 13,8 млрд лет после Большого взрыва, у нас есть известные нам галактики и звёзды. Раньше галактики были меньше, голубее, моложе и не такие развитые. До того были первые звёзды, а до этого - только нейтральные атомы. До нейтральных атомов была ионизированная плазма, а до неё - свободные протоны и нейтроны, спонтанное возникновение материи и антиматерии, свободные кварки и глюоны, все нестабильные частицы Стандартной Модели, и, наконец, сам момент Большого взрыва. Заглядывать на всё более дальние расстояния - это всё равно, что заглядывать в прошлое.

Представление художника в виде логарифмической концепции наблюдаемой Вселенной. За галактиками следует крупномасштабная структура и горячая, плотная плазма Большого взрыва на задворках. Край является границей только во времени.

Хотя это определяет нашу наблюдаемую Вселенную - с теоретической границей Большого взрыва, находящейся в - это не будет какой-то реальной границей пространства. Это просто граница во времени; существуют ограничения того, что мы можем увидеть, поскольку скорость света позволила информации путешествовать только 13,8 млрд лет с момента горячего Большого взрыва. Это расстояние больше 13,8 млрд световых лет, поскольку ткань Вселенной расширялась (и продолжает расширяться), но оно всё равно конечно. Но что насчёт времени до Большого взрыва? Что бы вы увидели, если бы как-то попали за одну долю секунды до того, как Вселенная обладала высочайшей из энергий, была плотной, горячей, полной материи, антиматерии и излучения?

Инфляция обеспечила горячий Большой взрыв и дала рост наблюдаемой Вселенной, к которой у нас есть доступ. Флуктуации инфляции заронили семена, выросшие в имеющуюся у неё сегодня структуру

Вы бы обнаружили состояние космической инфляции, в котором Вселенная расширялась чрезвычайно быстро, и в котором доминировала энергия, присущая самому пространству. Пространство в это время экспоненциально расширялось, было растянуто до плоского состояния, приобрело одинаковые свойства во всех местах, существовавшие тогда частицы были разбросаны в разные стороны, а флуктуации, присущие квантовым полям, были растянуты по всей Вселенной. Когда инфляция закончилась в том месте, где находимся мы, горячий Большой взрыв наполнил Вселенную материей и излучением, и породил ту часть Вселенной - наблюдаемую Вселенную - которую мы видим сегодня. И вот, 13,8 млрд лет спустя, мы имеем то, что имеем.

Наблюдаемая Вселенная может простираться на 46 млрд световых лет во все стороны с нашей точки зрения, но наверняка есть и больше ненаблюдаемых частей Вселенной, возможно, даже бесконечное количество, похожих на ту, в которой находимся мы

Наше расположение ничем особенным не отличается, ни в пространстве, ни во времени. То, что мы можем видеть на 46 млрд световых лет, не придаёт какого-то особого значения этой границе или этому местоположению. Это просто ограничение нашего поля зрения. Если бы мы каким-то образом смогли сделать фотографию всей Вселенной, простирающуюся за наблюдаемую границу, такой, какой она стала через 13,8 млрд лет после Большого взрыва, она бы вся выглядела так, как наша ближайшая часть. В ней была бы великая космическая сеть галактик, скоплений, галактических нитей , космических войдов , простирающихся за пределы относительно небольшого участка, видимого нам. Любой наблюдатель в любом месте увидел бы Вселенную, очень похожую на ту, что мы видим со своей точки зрения.

Одно из самых удалённых наблюдений Вселенной демонстрирует расположенные неподалёку звёзды и галактики, но галактики из внешних участков просто выглядят моложе и менее развитыми. С их точки зрения им 13,8 млрд лет от роду, и они более развитые, а мы кажемся им такими, какими были миллиарды лет назад

Отдельные детали отличались бы, как отличаются детали нашей Солнечной системы, Галактики, местной группы и т.п. от деталей другого наблюдателя. Но Вселенная не ограничена в объёме - ограничена только её наблюдаемая нами часть. Причиной тому временная граница - Большой взрыв - отделяющая нас от остальной части. Мы можем приблизиться к ней только при помощи телескопов, заглядывающих в ранние дни Вселенной, и в теории. Пока мы не придумаем, как обхитрить текущее в одну сторону время, это будет нашим единственным подходом к пониманию «границы» Вселенной. Но в космосе никаких границ нет. Насколько мы знаем, некто на краю нашей наблюдаемой Вселенной просто увидел бы нас на краю своей наблюдаемой Вселенной!

край вселенной

Добавить метки

Напечатать