Dimensjoner av universet fra et atom. Sammenligning av jorden med andre planeter, stjerner og objekter i universet. Dette er et skudd av jorden like utenfor ringene til Saturn.

Som er på den. For det meste er vi alle lenket til stedet der vi bor og jobber. Størrelsen på vår verden er fantastisk, men den er absolutt ingenting sammenlignet med universet. Som ordtaket sier - "født for sent til å utforske verden, og for tidlig til å utforske verdensrommet". Det er til og med fornærmende. La oss imidlertid komme i gang - bare pass på så du ikke blir svimmel.

1. Dette er jorden.

Dette er den samme planeten som for øyeblikket er det eneste hjemmet for menneskeheten. Stedet der livet på magisk vis dukket opp (eller kanskje ikke så magisk) og i løpet av evolusjonen du og jeg dukket opp.

2. Vår plass i solsystemet.

De nærmeste store romobjektene som omgir oss, er selvfølgelig våre naboer i solsystemet. Alle husker navnene deres fra barndommen, og under leksjoner om verden rundt dem lager de modeller. Det hendte at selv blant dem er vi ikke de største...

3. Avstanden mellom vår jord og månen.

Det virker ikke så langt, ikke sant? Og hvis vi også tar hensyn til moderne hastigheter, så er det "ingenting i det hele tatt."

4. Faktisk er det ganske langt unna.

Hvis du prøver, så veldig nøyaktig og komfortabelt - mellom planeten og satellitten kan du enkelt plassere resten av planetene i solsystemet.

5. La oss imidlertid fortsette å snakke om planeter.

Før du er Nord-Amerika, som om det var plassert på Jupiter. Ja, denne lille grønne flekken er Nord-Amerika. Kan du forestille deg hvor stor vår jord ville vært hvis vi flyttet den til Jupiters skala? Folk ville sannsynligvis fortsatt oppdage nye land)

6. Dette er Jorden sammenlignet med Jupiter.

Vel, nærmere bestemt seks jorder - for klarhetens skyld.

7. Ringer av Saturn, sir.

Ringene til Saturn ville ha et så nydelig utseende, forutsatt at de dreide rundt jorden. Se på Polynesia - litt som Opera-ikonet, ikke sant?

8. La oss sammenligne jorden med solen?

Det ser ikke så stort ut på himmelen...

9. Dette er synet av jorden når man ser på den fra månen.

Vakkert, ikke sant? Så ensom på bakgrunn av tomt rom. Eller ikke tom? La oss fortsette...

10. Og så fra Mars

Jeg vedder på at du ikke engang ville være i stand til å si om det var jorden.

11. Dette er et skudd av Jorden like utenfor ringene til Saturn

12. Men bortenfor Neptun.

Totalt 4,5 milliarder kilometer. Hvor lang tid vil det ta å søke?

13. Så la oss gå tilbake til stjernen kalt Solen.

Et fantastisk syn, ikke sant?

14. Her er solen fra overflaten til Mars.

15. Og her er sammenligningen med skalaen til stjernen VY Canis Majoris.

Hvordan liker du det? Mer enn imponerende. Kan du forestille deg energien konsentrert der?

16. Men alt dette er tull hvis vi sammenligner vår opprinnelige stjerne med størrelsen på Melkeveien.

For å gjøre det mer klart, forestill deg at vi har komprimert solen vår til størrelsen på en hvit blodcelle. I dette tilfellet er størrelsen på Melkeveien ganske sammenlignbar med størrelsen på Russland, for eksempel. Dette er Melkeveien.

17. Generelt er stjerner enorme

Alt som er plassert i denne gule sirkelen er alt du kan se om natten fra jorden. Resten er utilgjengelig for det blotte øye.

18. Men det finnes andre galakser.

Her er Melkeveien sammenlignet med galaksen IC 1011, som ligger 350 millioner lysår fra Jorden.

La oss gå over det igjen?

Så denne jorden er vårt hjem.

La oss zoome ut til størrelsen på solsystemet...

La oss zoome ut litt mer...

Og nå til størrelsen på Melkeveien...

La oss fortsette å redusere...

Og videre…

Nesten klar, ikke bekymre deg...

Klar! Bli ferdig!

Dette er alt menneskeheten nå kan observere ved hjelp av moderne teknologi. Det er ikke engang en maur... Døm selv, bare ikke bli gal...

Slike skalaer er vanskelige å forstå. Men noen erklærer selvsikkert at vi er alene i universet, selv om de selv ikke er helt sikre på om amerikanerne var på månen eller ikke.

Stå på folkens... heng der.

Det var tider da menneskenes verden var begrenset til jordens overflate under føttene deres. Med utviklingen av teknologi har menneskeheten utvidet sin horisont. Nå tenker folk på om vår verden har grenser og hva er omfanget av universet? Faktisk kan ingen forestille seg dens virkelige størrelse. Fordi vi ikke har noen passende referansepunkter. Selv profesjonelle astronomer forestiller seg (i hvert fall i fantasien) modeller reduserte mange ganger. Det er viktig å nøyaktig korrelere dimensjonene til objekter i universet. Og når man løser matematiske problemer er de generelt sett uviktige, fordi de viser seg å bare være tall som astronomen opererer med.

Om strukturen til solsystemet

For å snakke om universets skala, må vi først forstå hva som er nærmest oss. For det første er det en stjerne kalt Solen. For det andre planetene som kretser rundt den. Foruten dem er det også satellitter som beveger seg rundt noen av dem, og vi må ikke glemme det

Planetene på denne listen har vært av interesse for folk i lang tid, siden de er de mest tilgjengelige for observasjon. Fra studien deres begynte vitenskapen om universets struktur å utvikle seg - astronomi. Stjernen er anerkjent som sentrum av solsystemet. Det er også dens største gjenstand. Sammenlignet med jorden er solen en million ganger større i volum. Den virker bare relativt liten fordi den er veldig langt fra planeten vår.

Alle planetene i solsystemet er delt inn i tre grupper:

Jordisk. Det inkluderer planeter som ligner på jorden i utseende. For eksempel er disse Merkur, Venus og Mars.
Gigantiske gjenstander. De er mye større i størrelse sammenlignet med den første gruppen. I tillegg inneholder de mye gasser, som er grunnen til at de også kalles gassformige. Disse inkluderer Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun.
Dvergplaneter. De er faktisk store asteroider. En av dem, inntil nylig, var inkludert i sammensetningen av hovedplanetene - dette er Pluto.

Planetene "flyr ikke bort" fra solen på grunn av tyngdekraften. Men de kan ikke falle på en stjerne på grunn av høye hastigheter. Objektene er egentlig veldig "kvikke". For eksempel er jordens hastighet omtrent 30 kilometer per sekund.

Hvordan sammenligne størrelsen på objekter i solsystemet?

Før du prøver å forestille deg universets skala, er det verdt å forstå solen og planetene. Tross alt kan de også være vanskelige å korrelere med hverandre. Oftest er den konvensjonelle størrelsen på en brennende stjerne identifisert med en biljardball, hvis diameter er 7 cm. Det er verdt å merke seg at den i virkeligheten når omtrent 1400 tusen km. I en slik "leketøy"-modell er den første planeten fra solen (Mercury) i en avstand på 2 meter 80 centimeter. I dette tilfellet vil jordens kule ha en diameter på bare en halv millimeter. Den ligger i en avstand på 7,6 meter fra stjernen. Avstanden til Jupiter på denne skalaen vil være 40 m, og til Pluto - 300.

Hvis vi snakker om objekter som er utenfor solsystemet, så er den nærmeste stjernen Proxima Centauri. Det skal fjernes så mye at denne forenklingen blir for liten. Og dette til tross for at den ligger innenfor Galaxy. Hva kan vi si om universets skala? Som du kan se, er den praktisk talt ubegrenset. Jeg vil alltid vite hvordan jorden og universet er relatert. Og etter å ha mottatt svaret, kan jeg ikke tro at planeten vår og til og med galaksen er en ubetydelig del av en enorm verden.

Hvilke enheter brukes til å måle avstander i rommet?

En centimeter, en meter og til og med en kilometer - alle disse mengdene viser seg å være ubetydelige allerede i solsystemet. Hva kan vi si om universet? For å indikere avstanden innenfor galaksen, brukes en verdi som kalles lysår. Dette er tiden det vil ta for lys å reise over ett år. La oss huske at ett lyssekund er lik nesten 300 tusen km. Derfor, når det konverteres til de vanlige kilometerne, viser et lysår seg å være omtrent lik 10 tusen milliarder. Det er umulig å forestille seg, derfor er universets skala utenkelig for mennesker. Hvis du trenger å angi avstanden mellom nabogalakser, er ikke et lysår nok. En enda større verdi er nødvendig. Det viste seg å være en parsec, som tilsvarer 3,26 lysår.

Hvordan fungerer Galaxy?

Det er en gigantisk formasjon som består av stjerner og tåker. En liten del av dem er synlig hver natt på himmelen. Strukturen til galaksen vår er veldig kompleks. Det kan betraktes som en svært komprimert revolusjonellipsoide. Dessuten har den en ekvatorial del og et senter. Galaksens ekvator består for det meste av gasståker og varme massive stjerner. I Melkeveien ligger denne delen i sin sentrale region.

Solsystemet er intet unntak fra regelen. Det ligger også i nærheten av ekvator til galaksen. Forresten, hoveddelen av stjernene danner en enorm skive, hvis diameter er 100 tusen og tykkelsen er 1500. Hvis vi går tilbake til skalaen som ble brukt til å representere solsystemet, vil størrelsen på galaksen være tilsvarende. Dette er en utrolig figur. Derfor viser solen og jorden seg å være smuler i galaksen.

Hvilke objekter finnes i universet?

La oss liste opp de viktigste:

Stjerner er massive selvlysende kuler. De oppstår fra et miljø som består av en blanding av støv og gasser. De fleste av dem er hydrogen og helium.
CMB-stråling. Det er de som sprer seg i verdensrommet. Temperaturen er 270 grader Celsius. Dessuten er denne strålingen den samme i alle retninger. Denne egenskapen kalles isotropi. I tillegg er noen mysterier i universet forbundet med det. For eksempel ble det klart at det oppsto i øyeblikket av det store smellet. Det vil si at den eksisterer helt fra begynnelsen av universets eksistens. Det bekrefter også ideen om at den ekspanderer likt i alle retninger. Dessuten er dette utsagnet sant ikke bare for nåværende tidspunkt. Det var sånn helt i begynnelsen.
Det vil si skjult masse. Dette er de objektene i universet som ikke kan studeres ved direkte observasjon. De sender med andre ord ikke ut elektromagnetiske bølger. Men de har en gravitasjonseffekt på andre legemer.
Svarte hull. De er ikke tilstrekkelig studert, men er svært godt kjent. Dette skjedde på grunn av den massive beskrivelsen av slike objekter i science fiction-verk. Faktisk er et sort hull et legeme som elektromagnetisk stråling ikke kan spre seg fra på grunn av at den andre kosmiske hastigheten på den er lik. Det er verdt å huske at det er den andre kosmiske hastigheten som må kommuniseres til objektet i rekkefølge for at den skal forlate romobjektet.

I tillegg er det kvasarer og pulsarer i universet.

Mystisk univers

Den er full av ting som ennå ikke er fullt oppdaget eller studert. Og det som har blitt oppdaget reiser ofte nye spørsmål og relaterte mysterier i universet. Disse inkluderer til og med den velkjente "Big Bang"-teorien. Det er egentlig bare en betinget doktrine, siden menneskeheten bare kan gjette seg til hvordan det skjedde.

Det andre mysteriet er universets alder. Det kan beregnes omtrentlig ved den allerede nevnte reliktstrålingen, observasjon av kulehoper og andre objekter. I dag er forskere enige om at universets alder er omtrent 13,7 milliarder år. Et annet mysterium - om det er liv på andre planeter? Det var tross alt ikke bare i solsystemet at passende forhold oppsto og jorden dukket opp. Og universet er mest sannsynlig fylt med lignende formasjoner.

En?

Hva er utenfor universet? Hva er det der det menneskelige blikket ikke har trengt gjennom? Er det noe utenfor denne grensen? I så fall, hvor mange universer er det? Dette er spørsmål som forskerne ennå ikke har funnet svar på. Vår verden er som en boks med overraskelser. Det så en gang ut til å bare bestå av jorden og solen, med noen få stjerner på himmelen. Så utvidet verdensbildet seg. Følgelig har grensene utvidet seg. Det er ikke overraskende at mange lyse hoder lenge har kommet til den konklusjon at universet bare er en del av en enda større formasjon.

Dimensjoner av objekter i universet i sammenligning (bilde)

1. Dette er jorden! Vi bor her. Ved første øyekast er den veldig stor. Men faktisk, sammenlignet med noen objekter i universet, er planeten vår ubetydelig. Følgende bilder vil hjelpe deg i det minste å forestille deg noe som rett og slett ikke kan passe inn i hodet ditt.

2. Plasseringen av planeten Jorden i solsystemet.

3. Skalert avstand mellom jorden og månen. Ser ikke for langt unna, gjør det?

4. Innenfor denne avstanden kan du plassere alle planetene i solsystemet vårt, vakkert og pent.

5. Denne lille grønne flekken er kontinentet i Nord-Amerika, på planeten Jupiter. Du kan forestille deg hvor mye større Jupiter er enn jorden.

6. Og dette bildet gir en idé om størrelsen på planeten Jorden (det vil si våre seks planeter) sammenlignet med Saturn.

7. Slik ville Saturns ringer sett ut hvis de var rundt jorden. Skjønnhet!

8. Hundrevis av kometer flyr mellom planetene i solsystemet. Slik ser kometen Churyumov-Gerasimenko, som Philae-sonden landet på høsten 2014, ut sammenlignet med Los Angeles.

9. Men alle objekter i solsystemet er ubetydelige sammenlignet med vår sol.

10. Slik ser planeten vår ut fra Månens overflate.

11. Slik ser planeten vår ut fra overflaten til Mars.

12. Og dette er oss fra Saturn.

13. Hvis du flyr til kanten av solsystemet, vil du se planeten vår slik.

14. La oss gå litt tilbake. Dette er størrelsen på jorden sammenlignet med størrelsen på solen vår. Imponerende, ikke sant?

15. Og dette er vår sol fra overflaten til Mars.

16. Men vår sol er bare en av stjernene i universet. Antallet deres er større enn sandkornene på noen strand på jorden.

17. Dette betyr at det er stjerner som er mye større enn vår sol. Bare se på hvor liten solen er sammenlignet med den største stjernen som er kjent i dag, VY, i stjernebildet Canis Major.

18. Men ikke en eneste stjerne kan måle seg med størrelsen på Melkeveisgalaksen vår. Hvis vi reduserer solen vår til størrelsen på en hvit blodcelle og reduserer hele galaksen med samme mengde, vil Melkeveien være på størrelse med Russland.

19. Melkeveisgalaksen vår er enorm. Vi bor et sted rundt her.

20. Dessverre er alle gjenstandene som vi kan se med det blotte øye på himmelen om natten plassert i denne gule sirkelen.

21. Men Melkeveien er langt fra den største galaksen i universet. Dette er Melkeveien sammenlignet med Galaxy IC 1011, som er 350 millioner lysår fra Jorden.

22. Men det er ikke alt. Dette Hubble-bildet fanger tusenvis på tusenvis av galakser, som hver inneholder millioner av stjerner med sine egne planeter.

23. For eksempel en av galaksene på bildet, UDF 423. Denne galaksen ligger ti milliarder lysår fra Jorden. Når du ser på dette bildet, ser du milliarder av år inn i fortiden.

24. Dette mørke stykket av nattehimmelen ser helt tomt ut. Men når man zoomer inn, viser det seg at den inneholder tusenvis av galakser med milliarder av stjerner.

25. Og dette er størrelsen på et sort hull sammenlignet med størrelsen på jordens bane og bane til planeten Neptun.

En slik svart avgrunn kunne lett suge inn hele solsystemet.

Visste du at universet vi observerer har ganske bestemte grenser? Vi er vant til å assosiere universet med noe uendelig og uforståelig. Imidlertid gir moderne vitenskap, når de blir spurt om universets "uendelighet", et helt annet svar på et så "åpenbart" spørsmål.

I følge moderne konsepter er størrelsen på det observerbare universet omtrent 45,7 milliarder lysår (eller 14,6 gigaparsecs). Men hva betyr disse tallene?

Det første spørsmålet som kommer til hjernen til en vanlig person er hvordan kan universet ikke være uendelig? Det ser ut til at det er udiskutabelt at beholderen med alt som finnes rundt oss ikke skal ha noen grenser. Hvis disse grensene eksisterer, hva er de egentlig?

La oss si at en eller annen astronaut når universets grenser. Hva vil han se foran seg? En solid vegg? Brannsperre? Og hva ligger bak - tomhet? Et annet univers? Men kan tomhet eller et annet univers bety at vi er på grensen til universet? Tross alt betyr ikke dette at det ikke er "ingenting" der. Tomhet og et annet univers er også "noe". Men universet er noe som inneholder absolutt alt "noe".

Vi kommer til en absolutt selvmotsigelse. Det viser seg at universets grense må skjule for oss noe som ikke burde eksistere. Eller universets grense bør avgrense "alt" fra "noe", men dette "noe" bør også være en del av "alt". Generelt, fullstendig absurditet. Så hvordan kan forskere erklære den begrensende størrelsen, massen og til og med alderen til universet vårt? Disse verdiene, selv om de er ufattelig store, er fortsatt begrensede. Argumenterer vitenskapen med det åpenbare? For å forstå dette, la oss først spore hvordan folk kom til vår moderne forståelse av universet.

Utvider grensene

I uminnelige tider har folk vært interessert i hvordan verden rundt dem er. Det er ikke nødvendig å gi eksempler på de tre søylene og andre forsøk fra de gamle på å forklare universet. Som regel kom alt til slutt ned til det faktum at grunnlaget for alle ting er jordens overflate. Selv i antikken og middelalderen, da astronomer hadde omfattende kunnskap om lovene for planetarisk bevegelse langs den "faste" himmelsfæren, forble jorden sentrum av universet.

Naturligvis, selv i antikkens Hellas var det de som trodde at jorden kretser rundt solen. Det var de som snakket om de mange verdenene og universets uendelighet. Men konstruktive begrunnelser for disse teoriene oppsto først ved begynnelsen av den vitenskapelige revolusjonen.

På 1500-tallet gjorde den polske astronomen Nicolaus Copernicus det første store gjennombruddet i kunnskap om universet. Han beviste bestemt at jorden bare er en av planetene som roterer rundt solen. Et slikt system forenklet i stor grad forklaringen på en så kompleks og intrikat bevegelse av planeter i himmelsfæren. Når det gjelder en stasjonær jord, måtte astronomer komme med alle slags smarte teorier for å forklare denne oppførselen til planetene. På den annen side, hvis Jorden er akseptert som beveger seg, så kommer en forklaring på slike intrikate bevegelser naturlig. Dermed tok et nytt paradigme kalt "heliosentrisme" grep i astronomi.

Mange soler

Men selv etter dette fortsatte astronomene å begrense universet til «fiksstjernesfæren». Fram til 1800-tallet klarte de ikke å anslå avstanden til stjernene. I flere århundrer har astronomer til ingen nytte forsøkt å oppdage avvik i stjernenes posisjon i forhold til jordens banebevegelse (årlige parallakser). Instrumentene fra den tiden tillot ikke så nøyaktige målinger.

Til slutt, i 1837, målte den russisk-tyske astronomen Vasily Struve parallakse. Dette markerte et nytt skritt i å forstå omfanget av rommet. Nå kunne forskere trygt si at stjernene er fjerne likheter med solen. Og lyset vårt er ikke lenger sentrum for alt, men en likeverdig "beboer" i en endeløs stjernehop.

Astronomer har kommet enda nærmere å forstå universets skala, fordi avstandene til stjernene viste seg å være virkelig monstrøse. Selv størrelsen på planetenes baner virket ubetydelig i sammenligning. Deretter var det nødvendig å forstå hvordan stjernene er konsentrert i .

Mange Melkeveier

Den berømte filosofen Immanuel Kant forutså grunnlaget for den moderne forståelsen av universets storskalastruktur tilbake i 1755. Han antok at Melkeveien er en enorm roterende stjernehop. På sin side er mange av de observerte tåkene også fjernere "melkeveier" - galakser. Til tross for dette, frem til 1900-tallet, trodde astronomer at alle tåker er kilder til stjernedannelse og er en del av Melkeveien.

Situasjonen endret seg da astronomer lærte å måle avstander mellom galakser ved hjelp av . Den absolutte lysstyrken til stjerner av denne typen avhenger strengt tatt av variabilitetsperioden. Ved å sammenligne deres absolutte lysstyrke med den synlige, er det mulig å bestemme avstanden til dem med høy nøyaktighet. Denne metoden ble utviklet på begynnelsen av 1900-tallet av Einar Hertzschrung og Harlow Scelpi. Takket være ham bestemte den sovjetiske astronomen Ernst Epic i 1922 avstanden til Andromeda, som viste seg å være en størrelsesorden større enn størrelsen på Melkeveien.

Edwin Hubble fortsatte Epics initiativ. Ved å måle lysstyrken til Cepheider i andre galakser, målte han avstanden deres og sammenlignet den med rødforskyvningen i spektrene deres. Så i 1929 utviklet han sin berømte lov. Arbeidet hans motbeviste definitivt det etablerte synet om at Melkeveien er kanten av universet. Nå var det en av mange galakser som en gang hadde blitt ansett som en del av den. Kants hypotese ble bekreftet nesten to århundrer etter utviklingen.

Deretter gjorde forbindelsen oppdaget av Hubble mellom avstanden til en galakse fra en observatør i forhold til hastigheten på dens fjerning fra ham, det mulig å tegne et fullstendig bilde av universets storskalastruktur. Det viste seg at galaksene bare var en ubetydelig del av den. De koblet sammen til klynger, klynger til superklynger. I sin tur danner superklynger de største kjente strukturene i universet - tråder og vegger. Disse strukturene, ved siden av enorme superhulrom (), utgjør storskalastrukturen til det for tiden kjente universet.

Tilsynelatende uendelighet

Det følger av det ovenstående at vitenskapen på bare noen få århundrer gradvis har flagret fra geosentrisme til en moderne forståelse av universet. Dette svarer imidlertid ikke på hvorfor vi begrenser universet i dag. Tross alt, til nå snakket vi bare om omfanget av rommet, og ikke om dets natur.

Den første som bestemte seg for å rettferdiggjøre universets uendelighet var Isaac Newton. Etter å ha oppdaget loven om universell gravitasjon, trodde han at hvis rommet var begrenset, ville alle dets kropper før eller siden smelte sammen til en enkelt helhet. Før ham, hvis noen uttrykte ideen om universets uendelighet, var det utelukkende i en filosofisk retning. Uten noe vitenskapelig grunnlag. Et eksempel på dette er Giordano Bruno. Han var forresten, i likhet med Kant, mange århundrer foran vitenskapen. Han var den første som erklærte at stjerner er fjerne soler, og planeter kretser også rundt dem.

Det ser ut til at selve det uendelige faktum er ganske berettiget og åpenbart, men vendepunktene for vitenskapen på 1900-tallet rystet denne "sannheten".

Stasjonært univers

Det første viktige skrittet mot å utvikle en moderne modell av universet ble tatt av Albert Einstein. Den berømte fysikeren introduserte sin modell av et stasjonært univers i 1917. Denne modellen var basert på den generelle relativitetsteorien, som han hadde utviklet et år tidligere. I følge hans modell er universet uendelig i tid og begrenset i rom. Men, som nevnt tidligere, ifølge Newton, må et univers med en begrenset størrelse kollapse. For å gjøre dette introduserte Einstein en kosmologisk konstant, som kompenserte for gravitasjonstiltrekningen til fjerne objekter.

Uansett hvor paradoksalt det kan høres ut, begrenset ikke Einstein selve universets endelighet. Etter hans mening er universet et lukket skall av en hypersfære. En analogi er overflaten til en vanlig tredimensjonal kule, for eksempel en jordklode eller jorden. Uansett hvor mye en reisende reiser over jorden, vil han aldri nå kanten. Dette betyr imidlertid ikke at jorden er uendelig. Den reisende vil ganske enkelt gå tilbake til stedet han begynte reisen fra.

På overflaten av hypersfæren

På samme måte kan en romvandrer, som krysser Einsteins univers på et stjerneskip, returnere tilbake til jorden. Bare denne gangen vil vandreren ikke bevege seg langs den todimensjonale overflaten av en kule, men langs den tredimensjonale overflaten av en hypersfære. Dette betyr at universet har et begrenset volum, og derfor et begrenset antall stjerner og masse. Universet har imidlertid verken grenser eller noe senter.

Einstein kom til disse konklusjonene ved å koble rom, tid og tyngdekraft i sin berømte teori. Før ham ble disse konseptene ansett som separate, og det er grunnen til at universets rom var rent euklidisk. Einstein beviste at tyngdekraften i seg selv er en krumning av rom-tid. Dette endret radikalt tidlige ideer om universets natur, basert på klassisk newtonsk mekanikk og euklidisk geometri.

Ekspanderende univers

Selv oppdageren av det "nye universet" selv var ikke fremmed for vrangforestillinger. Selv om Einstein begrenset universet i rommet, fortsatte han å betrakte det som statisk. I følge hans modell var og forblir universet evig, og størrelsen forblir alltid den samme. I 1922 utvidet den sovjetiske fysikeren Alexander Friedman denne modellen betydelig. I følge hans beregninger er universet ikke statisk i det hele tatt. Det kan utvides eller trekke seg sammen over tid. Det er bemerkelsesverdig at Friedman kom til en slik modell basert på den samme relativitetsteorien. Han klarte å anvende denne teorien mer korrekt, utenom den kosmologiske konstanten.

Albert Einstein godtok ikke umiddelbart denne «endringen». Denne nye modellen kom til hjelp for den tidligere nevnte Hubble-oppdagelsen. Nedgangen i galakser beviste utvilsomt faktumet med utvidelsen av universet. Så Einstein måtte innrømme feilen sin. Nå hadde universet en viss alder, som strengt tatt avhenger av Hubble-konstanten, som karakteriserer ekspansjonshastigheten.

Videreutvikling av kosmologi

Da forskere prøvde å løse dette spørsmålet, ble mange andre viktige komponenter i universet oppdaget og forskjellige modeller av det ble utviklet. Så i 1948 introduserte George Gamow hypotesen "hot Universe", som senere skulle bli til big bang-teorien. Oppdagelsen i 1965 bekreftet hans mistanker. Nå kunne astronomer observere lyset som kom fra øyeblikket da universet ble gjennomsiktig.

Mørk materie, spådd i 1932 av Fritz Zwicky, ble bekreftet i 1975. Mørk materie forklarer faktisk selve eksistensen av galakser, galaksehoper og selve den universelle strukturen som helhet. Dette er hvordan forskere lærte at det meste av universets masse er helt usynlig.

Til slutt, i 1998, under en studie av avstanden til, ble det oppdaget at universet ekspanderer i en akselererende hastighet. Dette siste vendepunktet i vitenskapen fødte vår moderne forståelse av universets natur. Den kosmologiske koeffisienten, introdusert av Einstein og tilbakevist av Friedman, fant igjen sin plass i universets modell. Tilstedeværelsen av en kosmologisk koeffisient (kosmologisk konstant) forklarer dens akselererte ekspansjon. For å forklare tilstedeværelsen av en kosmologisk konstant, ble konseptet med et hypotetisk felt som inneholder mesteparten av universets masse introdusert.

Moderne forståelse av størrelsen på det observerbare universet

Den moderne modellen av universet kalles også ΛCDM-modellen. Bokstaven "Λ" betyr tilstedeværelsen av en kosmologisk konstant, som forklarer den akselererte utvidelsen av universet. "CDM" betyr at universet er fylt med kald mørk materie. Nyere studier indikerer at Hubble-konstanten er omtrent 71 (km/s)/Mpc, som tilsvarer universets alder på 13,75 milliarder år. Når vi kjenner universets alder, kan vi anslå størrelsen på det observerbare området.

I følge relativitetsteorien kan ikke informasjon om noe objekt nå en observatør med en hastighet som er større enn lysets hastighet (299.792.458 m/s). Det viser seg at observatøren ikke bare ser et objekt, men dets fortid. Jo lenger en gjenstand er fra ham, jo fjernere ser han fortiden ut. Når vi for eksempel ser på månen, ser vi som den var for litt mer enn et sekund siden, solen - for mer enn åtte minutter siden, de nærmeste stjernene - år, galakser - for millioner av år siden, etc. I Einsteins stasjonære modell har universet ingen aldersgrense, noe som betyr at dets observerbare område heller ikke er begrenset av noe. Observatøren, bevæpnet med stadig mer sofistikerte astronomiske instrumenter, vil observere stadig fjernere og eldgamle objekter.

Vi har et annet bilde med den moderne modellen av universet. I følge det har universet en alder, og derfor en grense for observasjon. Det vil si at siden universets fødsel kunne intet foton ha reist en avstand som er større enn 13,75 milliarder lysår. Det viser seg at vi kan si at det observerbare universet er begrenset fra observatøren til et sfærisk område med en radius på 13,75 milliarder lysår. Dette er imidlertid ikke helt sant. Vi bør ikke glemme utvidelsen av universets rom. Når fotonet når observatøren, vil objektet som sendte det ut allerede være 45,7 milliarder lysår unna oss. år. Denne størrelsen er horisonten til partikler, det er grensen til det observerbare universet.

Over horisonten

Så størrelsen på det observerbare universet er delt inn i to typer. Tilsynelatende størrelse, også kalt Hubble-radius (13,75 milliarder lysår). Og den virkelige størrelsen, kalt partikkelhorisonten (45,7 milliarder lysår). Det viktige er at begge disse horisontene ikke i det hele tatt karakteriserer universets virkelige størrelse. For det første avhenger de av posisjonen til observatøren i rommet. For det andre endrer de seg over tid. Når det gjelder ΛCDM-modellen, utvider partikkelhorisonten seg med en hastighet som er større enn Hubble-horisonten. Moderne vitenskap svarer ikke på spørsmålet om denne trenden vil endre seg i fremtiden. Men hvis vi antar at universet fortsetter å utvide seg med akselerasjon, vil alle de objektene vi ser nå før eller siden forsvinne fra vårt "synsfelt".

For tiden er det fjerneste lyset observert av astronomer den kosmiske mikrobølgebakgrunnsstrålingen. Forskere ser på universet slik det var 380 tusen år etter Big Bang. I dette øyeblikket avkjølte universet seg nok til at det var i stand til å sende ut frie fotoner, som i dag oppdages ved hjelp av radioteleskoper. På den tiden var det ingen stjerner eller galakser i universet, men bare en kontinuerlig sky av hydrogen, helium og en ubetydelig mengde andre grunnstoffer. Fra inhomogenitetene som er observert i denne skyen, vil det deretter dannes galaksehoper. Det viser seg at nettopp de objektene som vil bli dannet fra inhomogeniteter i den kosmiske mikrobølgebakgrunnsstrålingen, befinner seg nærmest partikkelhorisonten.

Sanne grenser

Hvorvidt universet har sanne, uobserverbare grenser er fortsatt et spørsmål om pseudovitenskapelige spekulasjoner. På en eller annen måte er alle enige om universets uendelighet, men tolker denne uendeligheten på helt forskjellige måter. Noen anser universet for å være flerdimensjonalt, der vårt "lokale" tredimensjonale univers bare er ett av lagene. Andre sier at universet er fraktalt – noe som betyr at vårt lokale univers kan være en partikkel av et annet. Vi bør ikke glemme de forskjellige modellene av multiverset med dets lukkede, åpne, parallelle universer og ormehull. Og det er mange, mange forskjellige versjoner, hvor antallet bare er begrenset av menneskelig fantasi.

Men hvis vi slår på kald realisme eller bare går tilbake fra alle disse hypotesene, kan vi anta at universet vårt er en uendelig homogen beholder av alle stjerner og galakser. Dessuten, på ethvert svært fjernt punkt, det være seg milliarder av gigaparsecs fra oss, vil alle forholdene være nøyaktig de samme. På dette tidspunktet vil partikkelhorisonten og Hubble-sfæren være nøyaktig den samme, med den samme reliktstrålingen på kanten. Det vil være de samme stjernene og galaksene rundt. Interessant nok motsier dette ikke utvidelsen av universet. Tross alt er det ikke bare universet som utvider seg, men selve rommet. Det faktum at universet i øyeblikket av Big Bang oppsto fra ett punkt betyr bare at de uendelig små (praktisk talt null) dimensjonene som var da, nå har blitt til ufattelig store. I fremtiden vil vi bruke nettopp denne hypotesen for å tydelig forstå omfanget av det observerbare universet.

Visuell representasjon

Ulike kilder gir alle slags visuelle modeller som lar folk forstå omfanget av universet. Det er imidlertid ikke nok for oss å innse hvor stort kosmos er. Det er viktig å forestille seg hvordan begreper som Hubble-horisonten og partikkelhorisonten faktisk manifesterer seg. For å gjøre dette, la oss forestille oss modellen vår trinn for trinn.

La oss glemme at moderne vitenskap ikke vet om den "fremmede" regionen i universet. Hvis du forkaster versjoner av multivers, det fraktale universet og dets andre "varianter", la oss forestille oss at det rett og slett er uendelig. Som nevnt tidligere, motsier dette ikke utvidelsen av rommet. La oss selvfølgelig ta i betraktning at dens Hubble-sfære og partikkelsfære er henholdsvis 13,75 og 45,7 milliarder lysår.

Skalaen til universet

Trykk på START-knappen og oppdag en ny, ukjent verden!
Først, la oss prøve å forstå hvor stor den universelle skalaen er. Hvis du har reist rundt på planeten vår, kan du godt forestille deg hvor stor jorden er for oss. Se nå for deg planeten vår som et bokhvetekorn som beveger seg i bane rundt en vannmelon-sol på størrelse med en halv fotballbane. I dette tilfellet vil Neptuns bane tilsvare størrelsen på en liten by, området vil tilsvare månen, og området for grensen for solens påvirkning vil tilsvare Mars. Det viser seg at vårt solsystem er like mye større enn jorden som Mars er større enn bokhvete! Men dette er bare begynnelsen.

La oss nå forestille oss at denne bokhveten vil være systemet vårt, hvis størrelse er omtrent lik en parsec. Da blir Melkeveien på størrelse med to fotballstadioner. Dette vil imidlertid ikke være nok for oss. Melkeveien vil også måtte reduseres til centimeterstørrelse. Det vil minne litt om kaffeskum pakket inn i et boblebad midt i det kaffesvarte intergalaktiske rommet. Tjue centimeter fra den er det den samme spiral "krummen" - Andromeda-tåken. Rundt dem vil det være en sverm av små galakser i vår lokale klynge. Den tilsynelatende størrelsen på universet vårt vil være 9,2 kilometer. Vi har kommet til en forståelse av de universelle dimensjonene.

Inne i den universelle boblen

Det er imidlertid ikke nok for oss å forstå selve skalaen. Det er viktig å realisere universet i dynamikk. La oss forestille oss som kjemper, for hvem Melkeveien har en centimeter diameter. Som nevnt akkurat nå, vil vi finne oss selv inne i en ball med en radius på 4,57 og en diameter på 9,24 kilometer. La oss forestille oss at vi er i stand til å flyte inne i denne ballen, reise og dekke hele megaparsecs på et sekund. Hva vil vi se hvis universet vårt er uendelig?

Selvfølgelig vil utallige galakser av alle slag dukke opp foran oss. Elliptisk, spiralformet, uregelmessig. Noen områder vil vrimle med dem, andre vil være tomme. Hovedtrekket vil være at visuelt vil de alle være urørlige mens vi er urørlige. Men så snart vi tar et steg, vil galaksene selv begynne å bevege seg. For eksempel, hvis vi er i stand til å skjelne et mikroskopisk solsystem i den centimeter lange Melkeveien, vil vi kunne observere utviklingen. Når vi beveger oss 600 meter unna galaksen vår, vil vi se protostjernen Sol og den protoplanetariske skiven i dannelsesøyeblikket. Når vi nærmer oss det, vil vi se hvordan jorden ser ut, livet oppstår og mennesket vises. På samme måte vil vi se hvordan galakser endrer seg og beveger seg når vi beveger oss bort fra eller nærmer oss dem.

Følgelig, jo fjernere galakser vi ser på, jo eldre vil de være for oss. Så de fjerneste galaksene vil ligge lenger enn 1300 meter fra oss, og ved overgangen til 1380 meter vil vi allerede se reliktstråling. Riktignok vil denne avstanden være imaginær for oss. Men når vi kommer nærmere den kosmiske mikrobølgebakgrunnsstrålingen, vil vi se et interessant bilde. Naturligvis vil vi observere hvordan galakser vil dannes og utvikle seg fra den første skyen av hydrogen. Når vi når en av disse dannede galaksene, vil vi forstå at vi ikke har tilbakelagt 1,375 kilometer i det hele tatt, men hele 4,57.

Zoomer ut

Som et resultat vil vi øke i størrelse enda mer. Nå kan vi plassere hele tomrom og vegger i knyttneven. Så vi vil befinne oss i en ganske liten boble som det er umulig å komme ut av. Ikke bare vil avstanden til objekter ved kanten av boblen øke når de kommer nærmere, men selve kanten vil forskyves i det uendelige. Dette er hele poenget med størrelsen på det observerbare universet.

Uansett hvor stort universet er, vil det for en observatør alltid forbli en begrenset boble. Observatøren vil alltid være i sentrum av denne boblen, faktisk er han dens sentrum. Ved å prøve å komme til et objekt ved kanten av boblen, vil observatøren flytte midten. Når du nærmer deg et objekt, vil dette objektet bevege seg lenger og lenger fra kanten av boblen og samtidig endre seg. For eksempel, fra en formløs hydrogensky vil den bli til en fullverdig galakse eller, videre, en galaktisk klynge. I tillegg vil banen til dette objektet øke når du nærmer deg det, siden selve rommet rundt vil endre seg. Etter å ha nådd dette objektet, vil vi bare flytte det fra kanten av boblen til midten. På kanten av universet vil reliktstråling fortsatt flimre.

Hvis vi antar at universet vil fortsette å ekspandere i en akselerert hastighet, for så å være i sentrum av boblen og bevege tiden fremover med milliarder, billioner og enda høyere rekkefølger av år, vil vi legge merke til et enda mer interessant bilde. Selv om boblen vår også vil øke i størrelse, vil dens skiftende komponenter bevege seg bort fra oss enda raskere, og forlate kanten av denne boblen, inntil hver partikkel i universet vandrer separat i sin ensomme boble uten mulighet til å samhandle med andre partikler.

Så moderne vitenskap har ikke informasjon om universets virkelige størrelse og om det har grenser. Men vi vet med sikkerhet at det observerbare universet har en synlig og sann grense, kalt henholdsvis Hubble-radius (13,75 milliarder lysår) og partikkelradius (45,7 milliarder lysår). Disse grensene avhenger helt av observatørens posisjon i rommet og utvider seg over tid. Hvis Hubble-radiusen ekspanderer strengt med lysets hastighet, akselereres utvidelsen av partikkelhorisonten. Spørsmålet om dens akselerasjon av partikkelhorisonten vil fortsette videre og om den vil bli erstattet av kompresjon er fortsatt åpent.

> Skalaen til universet

Bruk på nettet interaktiv skala av universet: virkelige dimensjoner av universet, sammenligning av romobjekter, planeter, stjerner, klynger, galakser.

Vi tenker alle på dimensjoner i generelle termer, for eksempel en annen virkelighet, eller vår oppfatning av miljøet rundt oss. Dette er imidlertid bare en del av hva målinger faktisk er. Og fremfor alt den eksisterende forståelsen målinger av universets skala– Dette er det best beskrevet i fysikk.

Fysikere foreslår at målinger ganske enkelt er forskjellige fasetter av oppfatningen av universets skala. For eksempel inkluderer de fire første dimensjonene lengde, bredde, høyde og tid. I følge kvantefysikken er det imidlertid andre dimensjoner som beskriver universets natur og kanskje alle universer. Mange forskere tror at det for tiden er rundt 10 dimensjoner.

Interaktiv skala av universet

Måling av universets skala

Den første dimensjonen er som nevnt lengde. Et godt eksempel på et endimensjonalt objekt er en rett linje. Denne linjen har kun en lengdedimensjon. Den andre dimensjonen er bredden. Denne dimensjonen inkluderer lengde; et godt eksempel på et todimensjonalt objekt ville være et umulig tynt plan. Ting i to dimensjoner kan bare sees i tverrsnitt.

Den tredje dimensjonen innebærer høyde, og dette er den dimensjonen vi er mest kjent med. Kombinert med lengde og bredde er det den mest synlige delen av universet i dimensjonale termer. Den beste fysiske formen for å beskrive denne dimensjonen er en kube. Den tredje dimensjonen eksisterer når lengde, bredde og høyde krysser hverandre.

Nå blir ting litt mer komplisert fordi de resterende 7 dimensjonene er assosiert med immaterielle konsepter som vi ikke direkte kan observere, men vet eksisterer. Den fjerde dimensjonen er tid. Det er forskjellen mellom fortid, nåtid og fremtid. Dermed ville den beste beskrivelsen av den fjerde dimensjonen være kronologi.

Andre dimensjoner omhandler sannsynligheter. Den femte og sjette dimensjonen er knyttet til fremtiden. I følge kvantefysikken kan det være et hvilket som helst antall mulige fremtider, men det er bare ett utfall, og grunnen til dette er valg. Den femte og sjette dimensjonen er assosiert med bifurkasjonen (endring, forgrening) av hver av disse sannsynlighetene. I utgangspunktet, hvis du kunne kontrollere den femte og sjette dimensjonen, kan du gå tilbake i tid eller besøke forskjellige fremtider.

Dimensjoner 7 til 10 er assosiert med universet og dets skala. De er basert på det faktum at det finnes flere universer, og hver har sin egen rekkefølge av dimensjoner av virkeligheten og mulige utfall. Den tiende og siste dimensjonen er faktisk ett av alle mulige utfall av alle universer.