Вселенная

Сложная структура Вселенной

Из чего состоит Вселенная

Известно, что светила концентрируются в скопления, которые в дальнейшем, объединяются в значительные собрания космических объектов – галактики. Но это не конечный этап эволюции. Далее следуют сверхскопления галактик, включающие тысячи объектов. Такая форма упорядочения материи во Вселенной, доступная для наблюдения и изучения, в космологии именуется крупномасштабной структурой. Гигантские скопления галактик не ограничены в движении силами гравитации. Они способны расширяться, подчиняясь закону Хаббла, описывающему основные механизмы увеличения границ Вселенной. Занимательный факт: Землю и самое дальнее от нас сверхскопление галактик разделяет 7 млрд. св. лет. Вес далекого исполина в квадриллион раз превосходит солнечный (его масса в тоннах выражается числом, имеющим вид двойки с сорока пятью нулями). Масштабными космическими конструкциями стали скопления галактик, сформированные в форме нитей. Их разделяют области, в которых отсутствует материя, – пустоты. В просторах космоса именно нити и пустоты образуют плоские конструкции, называемые стенами.

Вселенная «для чайников»

Но несмотря на то, что в школьной программе все не первый десяток лет остается неизменным, мир не стоит на месте. И как бы нас ни встраивали в систему, все больше и больше людей пробуждаются и начинают изучать окружающую реальность, заглядывать в суть явлений. Информации становится все больше. И задача – научиться ей правильно пользоваться и направлять себе во благо.

Гениальные творцы показывают нам, как устроено мироздание через фильмы, чтобы дать толчок к массовому пробуждению. Такие фильмы, как «Матрица», «Фонтан», «Секрет» и другие, рассказывают об устройстве Вселенной и ее энергетических законах. И несмотря на то, что фильмы поданы как художественные и для массового зрителя, суть в них очень правильная. 

Звездная эра

Мы с вами живем в звездную эпоху – в это время большая часть материи, существующей во Вселенной, принимает форму звезд и галактик. Первые звезды во Вселенной – недавно мы рассказывали вам о ее обнаружении – были огромными и закончили свою жизнь в виде вспышек сверхновых, что привело к образованию множества других, более мелких звезд. Движимые силой гравитации, они сближались друг с другом образовывая галактики.

У звезд и галактик, как и у нас с вами, свой срок жизни

Одна из аксиом звездной эры состоит в том, что чем больше звезда, тем быстрее она сжигает свою энергию, а затем умирает, как правило, всего за пару миллионов лет. Более мелкие звезды, потребляющие энергию медленнее, дольше остаются активными. Ученые предсказывают, что наша галактика Млечный Путь, например, столкнется и объединится с соседней галактикой Андромеды примерно через 4 миллиарда лет, чтобы сформировать новую. Кстати, наша Солнечная система может пережить это слияние, но возможно, Солнце погибнет гораздо раньше.

Где доказательства?

Прошлой весной репортаж с крупнейшего в мире нейтринного телескопа — раскинувшейся сетки детекторов, вплетенных в антарктический лед, совпал со вспышкой гиперболических заголовков в мировых СМИ. Утверждалось, что ученые наконец обнаружили доказательства существования параллельного мира. Правда, очень необычного — исследователи утверждали, что время в этом мире идет в обратную сторону, а Большой взрыв представляет собой конец, а не начало. Хотя начинать поиски своего стареющего двойника пока слишком рано, физики предположили существование такой Вселенной не просто так. Дело в том, что они поймали странные сигналы из космоса, которые не поддаются простому объяснению.

Шесть лет назад в ходе эксперимента в Антарктике, исследователи обнаружили странные частицы, которые могут свидетельствовать о существовании параллельной реальности. Устройство, называемое антарктической импульсной переходной антенной (ANITA), улавливает радиосигналы, возникающие при столкновении высокоэнергетических частиц из глубокого космоса с нашей атмосферой. Некоторые волны скользят по земле, прежде чем их зафиксирует ANITA, а другие отскакивают ото льда.

Гигантский воздушный шар, который нес на себе набор антенн ANITA над Антарктидой.

В основе этой тайны лежат нейтрино: призрачные, высокоэнергетические частицы, которые могут проходить сквозь почти любой материал невредимыми, но могут производить предательские радиоимпульсы, которые улавливает ANITA. Чтобы продолжить изучение необычных сигналов, физики обратились к IceCube — нейтринному телескопу, состоящему из длинных цепочек детекторов, расположенных вблизи южного полюса. Нейтрино, проходя сквозь лед, может производить другие частицы, которые испускают крошечные вспышки света, которые могут обнаружить датчики IceCube.

Новые данные, опубликованные в марте в журнале The Astrophysical Journal, означают, что ученым придется продолжать искать менее очевидные объяснения. Некоторые предположили, что аномалии возникли из-за радиоволн, отражающихся от пещер или погребенных во льду озер. Другие теоретики предлагали более экзотические идеи, например о том, что тяжелые, высокоэнергетические частицы в соответствии с данными ANITA могут описывать одного кандидата на темную материю-таинственное вещество, которое, как полагают исследователи, составляет 85% всей материи во Вселенной. И, наконец, третьи выдвинули гипотезу, согласно которой экзотические частицы соответствуют существующей теоретической модели параллельной вселенной — симметричной нашей, но населенной антиматерией и движущейся в обратном направлении.

Согласитесь, все три предположения как минимум интригуют и буквально заставляют нас представить то, какой Вселенная может быть на самом деле. Так или иначе, на сегодняшний день нет 100% доказательств того, что частицы, которые уловила ANITA, действительно исходят из параллельного мира, в котором вообще все наоборот. Исследователи, работающие над проектом отмечают, что впереди еще очень много работы и перепроверки данных, так что остается только ждать результатов будущих открытий. Ну а мы, в свою очередь, поможем вам скорость время — так, летом я рассказывала об удивительном взгляде на Вселенную Нобелевского лауреата Сэра Роджера Пенроуза, рекомендую к прочтению.

Космическая мораль и нравственность, что это?

Не стоит думать, что нормы морали и нравственности в общем космическом пространстве как-то отличаются от привычных правил земных жителей. Ведь все создано Им, а значит и основные нормы поведения – общие для всех.

• Всегда помнить о том, что отношение окружающих к тебе – есть отражение твоего отношения к миру;
• Любое дело должно быть сделано так, чтобы им можно было гордиться, а не стыдиться;
• Начиная новое дело, помнить, что оно может быть последним в жизни, а значит делать его идеально;
• Прислушиваться к мнению других, но всегда знать, что последнее слово за тобой;
• Жить так, чтобы не было стыдно перед собой и не мешать жить другим.

Каковы основные принципы управления Вселенной?

Все процессы, которые происходят в космическом пространстве и конкретно на каждой обитаемой планете подчиняются воле Высшего разума. Если сравнить Вселенную с организмом человека, то Высшие силы можно представить себе как мозг. Об этом же говорит и эзотерическое учение, утверждающее, что предшественником всего материального является мысль. Мозг дает команды и сигналы органам, т.е. галактикам, солнечным системам и планетам. Соответственно, органы выполняют эти команды.

Управление Высшими силами предполагает подчинение основным принципам мироздания – развитие жизни в служении добру, любви, радости, взаимоуважении. Если живущие на планете существа развиваются в ином направлении и допускают большое количество негативного излучения (зло, обиды, зависть, войны и т.д.), то следует наказание от Высших сил. Далее планета и солнечная система разрушаются. Вместо них возникает другая система, заменяющая разрушенную. Так Вселенная поддерживает баланс, как в отлаженной работе организма всего сущего.

Другие термины[]

В историческом плане для обозначения «всего пространства» использовались различные слова, включая эквиваленты и варианты из различных языков, такие как «небесная сфера», «космос», «мир». Использовался также термин «макрокосмос», хотя он предназначен для определения систем большого масштаба, включая их подсистемы и части. Аналогично, микрокосмос используется для обозначения систем малого масштаба в составе гораздо большей системы, частью которой является исходная система.

Астрономическая Вселенная, или Метагалактика — это часть Вселенной, доступная наблюдениям в настоящее время или в обозримом будущем.

Астрономические наблюдения Вселенной позволили с относительной точностью установить «возраст» Вселенной, который по последним данным составляет 13,72 ± 0,12 миллиардов лет. Однако, среди некоторых учёных существует точка зрения, что Вселенная никогда не возникала, а существовала вечно и будет существовать вечно, изменяясь лишь в своих формах и проявлениях. Представления о форме и размерах Вселенной в современной науке также являются остродискуссионными, предположительно протяжённость Вселенной составляет не менее 93 миллиардов световых лет, при наблюдаемой части всего в 13,3 млрд св.л.

Самыми крупным известными образованиями во Вселенной являются Великая стена Слоуна и Великая стена CfA2. А самым далёким обнаруженным астрономическим объектом является гамма-всплеск GRB 090423, произошедший около 13 миллиардов лет назад.

Самая древняя галактика во Вселенной

Всматриваясь в необъятное пространство астрономы обнаружили кое-что интересное: галактика GN-z11, вероятно, является самой далекой из всех галактик, когда-либо обнаруженных учеными. Команда астрономов из Токийского университета приступила к миссии по поиску самой далекой наблюдаемой галактики, чтобы больше узнать о том, как и когда она сформировалась.

Чтобы определить, как далеко GN-z11 находится от Земли, астрономы изучали красное смещение галактики – то, насколько ее свет растянулся или сместился к красному концу спектра (чем дальше космический объект находится от нас, тем более красным будет исходящий от него свет). Используя современный наземный спектрограф – прибор для измерения эмиссионных линий под названием MOSFIRE, установленный на телескопе астрономической обсерватории Мауна-Кеа на острове Гавайи, астрономы смогли наблюдать и детально изучать линии излучения, исходящие из галактики.

Стрелка указывает на самую отдаленную галактику во Вселенной. Ниже: линии эмиссии углерода, наблюдаемые в ИК-диапазоне.

В дальнейшем ученые продолжат собирать и перепроверять данные. Как полагает один из соавторов исследования Майкл Нимак, растущее напряжение между отдаленными и локальными измерениями постоянной Хаббла предполагает, что исследователи, возможно, находятся на пороге нового открытия в космологии, которое может в корне изменить наше понимание того, как устроена Вселенная. В свою очередь более мощные телескопы, которые в скором будущем приступят к работе, помогут развенчать многие загадки космоса. Ну что же, будем ждать!

Теория струн

Современное изучение эволюции Вселенной невозможно без согласования его с квантовой теорией. Так, например, в рамках теории струн (теория струн основана на гипотезе о том, что все элементарные частицы и их фундаментальные взаимодействия возникают в результате колебаний и взаимодействий ультрамикроскопических  квантовых струн), предполагается модель множественной Вселенной. Конечно, там тоже был Большой Взрыв, но он произошел не просто так и из ничего, а, возможно, в результате столкновения нашей Вселенной с какой-то другой, еще одной Вселенной.

Собственно, кроме Большого Взрыва, породившего нашу Вселенную, во множественной Вселенной происходит множество других Больших Взрывов, порождающих множество других Вселенных, развивающихся по своим, отличным от известных нам законам физики.

Шелдон

Скорее всего мы никогда не узнаем наверняка, как, откуда и почему появилась Вселенная. Тем не менее, размышлять об этом можно очень долго и интересно, а чтобы у Вас было достаточно пищи для размышлений, предлагаем  посмотреть увлекательное видео на тему  современных теорий происхождения Вселенной.

Проблемы развития Вселенной слишком масштабны. Настолько масштабны, что, по сути, даже не являются проблемами. Предоставим физикам-теоретикам ломать над ними головы и перенесемся из глубин Вселенной на Землю, где нас, возможно, ждет неначатый курсач или диплом. Если это так, мы предлагаем свое решение этого вопроса. Закажите отличную работу у авторов Zaochnik, вздохните спокойно, и будьте в гармонии с собой и Вселенной.

https://youtube.com/watch?v=SfCRQjBN2bY

Исторические модели[]

Космология и космогония существуют уже давно. Цивилизации Двуречья и Древний Египет имели своё представление о вселенной. Первые же более или менее научные предположения о структуре Вселенной можно отнести к периоду Древней Греции. Наиболее распространенной была концепция Пифагора-Аристотеля-Птолемея, согласно которой в центре не имеющей начала во времени Вселенной (космоса) находится Земля, по орбитам вокруг которой вращаются планеты, включая Солнце, а на самом краю того, что для них было Вселенной, они помещали звёзды, вращавшиесся точно так же вокруг Земли, как и планеты и Солнце. Учение Демокрита о бесконечности Вселенной и множественности обитаемых миров имело меньшую популярность. За столетия улучшенные наблюдения и теории о силе тяжести, позволили Копернику и Ньютону создать гелиоцентрическую модель Вселенной, что помещала Землю на орбиту вокруг Солнца. Дальнейшее развитие астрономии привело к открытию Млечного пути, других галактик и реликтового излучения. Точные исследования распределения галактик в пространстве и исследование их спектров формируют современную космологию.

Небо в алмазах

Солнце — лишь одно из многих подобных тел, которыми полна наша Галактика. Звезды, одиночные либо сгруппированные, общим числом превышают по последним данным 400 млрд. Наиблежайшая к нам Проксима Центавра заходит в систему из трех звезд совместно с чуть более удаленными Альфой Центавра A и Альфой Центавра B. Самая яркая точка ночного неба, Сириус A, находится в созвездии Огромного Пса. Ее светимость по разным данным превышает солнечную в 17-23 раза. Сириус также не одинок, его сопровождает спутник, носящий аналогичное название, но с маркировкой B.

Детки часто начинают знакомиться с тем, как смотрится наша Галактика, с поиска на небе Полярной звезды либо Альфы Малой Медведицы. Популярностью своей она обязана положению над Северным полюсом Земли. По светимости Полярная существенно превышает Сириус (почти в две тысячи раз ярче Солнца), но она не может оспаривать права Альфы Огромного Пса на звание самой яркой из-за удаленности от Земли (по оценкам от 300 до 465 световых лет).

Происхождение названия

Выражение «галактика Млечный Путь», по сути, тавтология. Galactikos в примерном переводе с древнегреческого означает «молочный». Так обитатели Пелопоннеса звали скопление звезд в ночном небе, приписывая его происхождение запальчивой Гере: богиня не пожелала кормить Геракла, внебрачного сына Зевса, и в гневе разбрызгала грудное молоко. Капли и образовали звездную дорожку, видную в ясные ночи. Спустя столетия ученые открыли, что наблюдаемые светила — лишь ничтожная часть существующих небесных тел. Пространству Вселенной, в каком находится и наша планета, они дали название Галактика либо система Млечный Путь. После подтверждения предположения о существовании и других схожих формирований в космосе первый термин стал для них универсальным.

Интересное о Вселенной

Загадочные Чёрные дыры являются одним из самых интересных и малоизученных объектов Вселенной. Они обладают настолько огромным притяжением, что покинуть пределы Чёрный дыры ничто не может, даже свет.

Не менее интересными являются Квазары — невероятно яркие объекты (намного превосходят по яркости Солнце, да и вообще весь «Млечный путь»).

1 а.е. (астрономическая единица) — среднее расстояние между Землёй и Солнцем.

Невесомость, характерная для космоса, очень плохо влияет на здоровье человека. Самыми яркими явлениями в организме человека в невесомости являются потеря кальция костями, перемещение жидкостей вверх и ухудшение работы кишечника. Ну а по возвращении из космоса почти все люди страдают от головных болей и приступов тошноты («космическая болезнь»).

Солнечная активность также оказывает вредное влияние на нашу планету (хотя полезного во сто крат больше). Солнечный ветер, испускаемый центральной звездой, устремляется к планетам и является причиной возникновения геомагнитных бурь.

Температура планет в чём-то зависит от их альбедо — отражательной способности. Чем она выше, тем слабее солнечные лучи согревают поверхность планеты.

Насколько велика Вселенная?

Всякий, кто хоть что-то знает о Вселенной, ответит не задумываясь: «Ужасно велика!» А вот ученые так быстро и определенно ответить не берутся.

Мы привыкли к тому, что у любого объекта есть размер. Иногда его не так легко определить, но он есть. Есть размер у атома, живой клетки, человека, Земли, любой планеты, Солнечной системы. Мы можем заглянуть в справочники и найти все эти цифры. Но, открывая справочник на слове «Вселенная», видим, к удивлению, что ее размер не указан. Это потому, что Вселенная — объект, который не укладывается в обычные житейские представления. Но люди об этом обычно не задумываются. Чаще под влиянием фантастов и околонаучных энтузиастов интереснее поразмышлять об иных мирах и пришельцах из них. А между тем в последние десятилетия ученые наблюдают настоящую революцию в понимании устройства Вселенной. Это гораздо более крупное изменение представлений о строении окружающего нас мира, чем осознание человечеством того, что Земля — это шар.

Еще несколько десятков лет назад Вселенную считали бесконечной. Так думали потому, что нигде не заметно никаких признаков ее границ. Например, в наши дни через телескопы можно рассмотреть объекты, находящиеся на расстоянии 28 млрд световых лет, но границ так и не видно.

Ученые считают, что юная Вселенная была плотным сгустком вещества с высокой температурой и давлением, которое расширялось с момента Большого взрыва до наших дней и продолжает расширяться

Однако эти взгляды пришлось изменить, когда в 1929 году 40-летний американский астроном Эдвин Хаббл открыл, что галактики удаляются друг от друга со скоростью, пропорциональной расстоянию между ними. Из теоретических работ Альберта Эйнштейна и советского физика Александра Фридмана следовало, что Вселенная должна изменяться во времени. Таким образом, открытие Хаббла способствовало перевороту в науке: вместо вечной и неизменной мы получили расширяющуюся, эволюционирующую Вселенную, возникшую миллиарды лет назад.

Новые представления породили новые идеи и исследования. Их результаты привели к модели образования Вселенной в результате Большого взрыва, который произошел, по разным оценкам, от 13 до 17 млрд лет назад. С этого момента начало существовать и отсчитываться время. В результате взрыва образовались частицы, из них — вещество, а из него уже формировались звезды и планеты.

В нынешнем состоянии Вселенная по форме похожа на футбольный мяч, состоящий из 12 пятиугольников, плотно подогнанных друг к другу. Внутри него находятся все известные нам объекты, включая нас самих. Диаметр «мяча» составляет, по разным оценкам, от 60 до 80 млрд световых лет. (Световой год — это расстояние, которое свет проходит за год. Это примерно 10 000 млрд километров.) Считается, что «мяч» еще какое-то время будет расширяться, а потом начнется обратный процесс, так что общий цикл от начала до конца займет около 40 млрд световых лет.

Ученые полагают, что звезды и другие объекты Вселенной продолжают отдаляться друг от друга, двигаясь благодаря силе, которую придал им Большой взрыв

Некоторые модели, с помощью которых описываются процессы возникновения и эволюции Вселенной, предполагают, что вселенные могут возникать при высокоэнергетическом взаимодействии элементарных частиц. В этих моделях макромир и микромир оказываются взаимосвязанными. Из этого следует, что вселенных может быть много.

Конечно, и из-за гигантских отрезков времени, и из-за дистанций это никак не затрагивает нашу жизнь. Но это формирует наши представления об окружающем мире. И восхищает то, что люди на уютной планете Земля за свою короткую по космическим масштабам жизнь и историю своим разумом, страстью и упорством проникают в такие удивительные тайны мироздания. Этим можно гордиться.

Вселенская инфляция

Речь не об обесценивании денег. Понятие инфляция происходит от латинского слова, в переводе означающего «вздутие». И если в экономике оно означает увеличение массы денег, находящихся в обращении, в космологии им обозначают начальную стадию расширения Вселенной.

В этот период температуры достигали невероятно высоких значений — чтобы только записать число градусов, пришлось бы воспользоваться единицей с 28 нулями, стремительно увеличивался объем пространства, а энергия в единице объема оставалась постоянной.

Для инфляционного расширения потребовался ничтожный промежуток времени — настолько ничтожный, что оно стало бы просто невозможным, если бы давление в «новорожденной» среде имело положительное значение.

Однако оно, согласно расчетам специалистов, было отрицательным — такое явление в обычных условиях не может существовать ни в газах, ни в жидкостях.

И представить его себе крайне трудно — при отрицательном давлении обычная гравитация, которую мы в обиходе называем «притяжением», вызывает отталкивание, что приводит к взрывоподобному расширению. Это и есть «инфляция», или «вздутие».

Говоря о головокружительных фактах:

reddit.com / через businessinsider.com / Nasa / Getty Images

• НАСА утверждает, что люди могут выжить в космосе без скафандров около 30 секунд;
• есть радиосигнал, известный как «космический рев», который никто не может объяснить;
• большинство звезд, которые мы видим в ночном небе, уже умерли;
• плотность нейтронной звезды настолько высока, что чайная ложка этого вещества в 900 раз превышает массу Великой пирамиды в Гизе;
• лето на Нептуне длится 40 лет;
• день на Меркурии эквивалентен примерно 59 земным дням;
• полная Луна всегда восходит на закате. Новолуние начинается с восходом солнца. Первая четверть — в полдень. И последняя четверть — в полночь;
• нейтронные звезды могут вращаться со скоростью 600 оборотов в секунду;
• если попытаться сосчитать звезды в одной нашей галактике со скоростью одна в секунду, это займет около 3000 лет;
• согласно наиболее точным оценкам, существует 14 известных черных дыр. Ближайшая, Лебедь X-1, расположена в 8000 световых лет от нас;
• договор, подписанный всеми крупными космическими державами, запрещает претендовать на территорию в космосе или небесные тела — они считаются «общим достоянием человечества»;
• минимальное количество людей, необходимое для заселения космической колонии с допустимым инбридингом, составляет 160 человек;
• согласно статье VIII Договора о космосе 1967 года, вы можете быть арестованы за преступление, совершенное в любом месте известной Вселенной.

— Афшин Омидвар / Quora.com

Современное представление о размере наблюдаемой Вселенной

Современная модель Вселенной также называется ΛCDM-моделью. Буква «Λ» означает присутствие космологической постоянной, объясняющей ускоренное расширение Вселенной. «CDM» означает то, что Вселенная заполнена холодной тёмной материей. Последние исследования говорят о том, что постоянная Хаббла составляет около 71 (км/с)/Мпк, что соответствует возрасту Вселенной 13,75 млрд. лет. Зная возраст Вселенной, можно оценить размер её наблюдаемой области.

Эволюция Вселенной

Согласно теории относительности информация о каком-либо объекте не может достигнуть наблюдателя со скоростью большей, чем скорость света (299792458 м/c). Получается, наблюдатель видит не просто объект, а его прошлое. Чем дальше находится от него объект, тем в более далёкое прошлое он смотрит. К примеру, глядя на Луну, мы видим такой, какой она была чуть более секунды назад, Солнце – более восьми минут назад, ближайшие звёзды – годы, галактики – миллионы лет назад и т.д. В стационарной модели Эйнштейна Вселенная не имеет ограничения по возрасту, а значит и её наблюдаемая область также ничем не ограничена. Наблюдатель, вооружаясь всё более совершенными астрономическими приборами, будет наблюдать всё более далёкие и древние объекты.

Другую картину мы имеем с современной моделью Вселенной. Согласно ей Вселенная имеет возраст, а значит и предел наблюдения. То есть, с момента рождения Вселенной никакой фотон не успел бы пройти расстояние большее, чем 13,75 млрд световых лет. Получается, можно заявить о том, что наблюдаемая Вселенная ограничена от наблюдателя шарообразной областью радиусом 13,75 млрд. световых лет. Однако, это не совсем так. Не стоит забывать и о расширении пространства Вселенной. Пока фотон достигнет наблюдателя, объект, который его испустил, будет от нас уже в 45,7 миллиардах св. лет. Этот размер является горизонтом частиц, он и является границей наблюдаемой Вселенной.

Жизнь в Солнечной системе

Несомненно, наша планета уникальна. Почему только на Земле возникла жизнь? На этот вопрос учёные умы столетиями пытаются найти и дать ответ.

Как известно, Земля образовалась примерно 4,5-5 миллиардов лет назад. А жизнь на ней зародилась 1,2 миллиарда лет спустя.

Первая жизнь на Земле

Существует несколько теорий образования жизни на голубой планете. Но главными критериями её возникновения являются вода, температура, защита от ультрафиолетового излучения Солнца и сила притяжения планеты.

Сейчас учёные пришли к мнению, что жизнь есть не только на Земле. Они активно исследуют другие планеты и спутники Солнечной системы.

Анализируя данные, не исключена возможность для полноценной жизни и на других объектах космоса. Но, к сожалению, пока это только наработки и исследования.

Одиноки ли мы во вселенной? Однозначного ответа на этот вопрос нет.