Масштаб вселенной сравнение размеров


В честь Дня космонавтики…

Земля – это крошечная песчинка в безжизненном и пустом вакууме Вселенной. Чтобы представить себе масштабы и сравнить размеры космических объектов и расстояния между ними, давайте для наглядности уменьшим Землю до размера апельсина. Что получится?

Луна – ближайший к нам космический объект, она получится размером примерно с вишенку, а от «апельсина» до неё будет примерно 3 метра. То есть, почти абсолютная пустота вокруг и где-то на расстоянии 3-ёх метров вокруг маленькой голубой тёплой Земли вращается совсем ма-ахонькая такая холодная каменная «вишенка»…

Две ближайшие к нам планеты – Венера и Марс: жаркая Венера ближе к Солнцу и лишь чуть-чуть уступит в размере земному «апельсину», а вот прохладный Марс дальше чем мы от центра солнечной системы и будет практически в 2 раза меньше. При этом, даже в таком масштабе расстояния до них получатся уже достаточно большими – 300 метров от Земли до Венеры и 440 метров до Марса. Просто представьте себе: небольшие такие «фрукты» – Земля, Марс и Венера, которые движутся по своим орбитам в чёрном пустом космосе, и минимальное расстояние между ними – это сотни метров.


На практике, если такую модель сконструировать в реальности, то разглядеть все эти «планеты-фрукты» невооружённым глазом мы вряд ли сможем – даже те, у которых соседние орбиты. Причём, чем дальше от Солнца, тем огромнее становятся дистанции. Например, последняя планета – Нептун, при таком раскладе будет находиться на расстоянии… 35 с лишним километров!

В центре нашей импровизированной системы находится «жёлтый карлик» – звезда по имени Солнце, до которого от «Земли-апельсина» будет 1 километр и 177 метров – очень далеко. Да, само по себе Солнце в сравнении с «апельсином» выглядит впечатляюще большим – почти 11 метров в диаметре, то есть примерно как трёх или четырёхэтажный огнедышащий дом, пылающий и сияющий от внутренней термоядерной реакции. Но каково расстояние до него, представляете?! Где этот «дом» и где наш «апельсин»?! А между ними – больше километра вакуума и космического холода (-273°С). Тем не менее, долетающего до Земли света достаточно для того, чтобы у нас здесь была жизнь…

Примечание: кстати, наше Солнце – это довольно мелкая звезда, а самые крупные из них – это всё равно что высоченные скалистые горы в сравнении с дачным домиком…

Вы же запомнили, что последняя планета нашей солнечной системы (если представить Землю размером с апельсин) находится на расстоянии примерно 35 километров от Солнца? А как вы думаете, где в таком случае находится следующая планета? Ближайшая к нам солнечная система – это планетарная система «красного карлика» с названием Проксима Центавра и в нашей сравнительной системе координат она находится на огромном удалении – ну почти как от Земли до Луны в реальности (но помним про соответствующий масштаб). А всё это эпичное расстояние – только безжизненная пустота и мрачный холод, холод и пустота…


Кстати, не лишним будет напомнить, что мы с вами, вообще-то, находимся в относительно плотной области галактики Млечный Путь, а вокруг нас, в основном, только ещё более пустынные пространства… Впрочем, по поводу «пустоты» имеются некие сомнения, связанные с недавно открытым феноменом «тёмной энергии» и «тёмной материи», но об этом поговорим как-нибудь в следующий раз…

А вы знаете, что защищает Землю и всё живое на ней от жёсткого космического излучения и холода? Тоненький слой атмосферы (ну и магнитное поле, конечно). В нашем примере – это будет практически неразличимая прослойка газа вокруг «апельсина», толщина которого составит всего 0,9 мм. При этом, надо понимать, что 97% из них – это абсолютно неприспособленная для жизни человека среда, которая считается «атмосферой» лишь условно. Таким образом, область жизни человека на планете размером с апельсин – это тонюсенький микроскопический слой на самой его поверхности…

Всё это важно понимать для осознания своего места во вселенной. И ценить свою крохотную биосферу.


Для справки:
диаметр условного апельсина – 10 см
глубина атмосферы Земли – 120 км (относительно пригодны для жизни – только первые 4-5 км)
диаметр Луны – 3 474 км
диаметр Земли – 12 750 км
диаметр Венеры – 12 100 км
диаметр Марса – 6 792 км
диаметр Солнца – 1 392 000 км
расстояние от Земли до Луны – 384 300 км
расстояние от Земли до Венеры – от 38 до 261 млн км
расстояние от Земли до Марса – от 55,7 до 401 млн км
расстояние от Солнца до Земли – 150 млн км (в среднем)
расстояние от Солнца до Нептуна – 4 500 млн км (в среднем)

via

Источник: www.yaplakal.com

Основные понятия

Космология – учение о Вселенной в целом, основанное на результатах исследований, доступных для астрономических наблюдений.

Вселенная – весь существующий материальный мир, безграничный во времени и пространстве и бесконечно разнообразный по формам, которые принимает материя в процессе своего развития.

Вселенная безгранична, но не бесконечна.

Метагалактика – часть Вселенной, доступная для астрономических наблюдений (т.е. те галактики, скорость «убегания» от нас которых меньше скорости света)

Вселенная существует около 15 млрд лет.

 Существующие знания о Вселенной основаны на астрономических наблюдениях и на предположении о том, что законы природы, установленные на Земле, могут быть применены ко всей Вселенной.


Систематические целенаправленные наблюдения за Вселенной ведутся с момента появления первых телескопов (1609-1610 годы. Галилей).

Начиная с 1931 года, для изучения Вселенной используют также методы радиолокации – по отраженному радиосигналу определяют положение и скорость движения космического объекта.

 Строение и масштабы Вселенной

Наиболее распространённым типом небесных тел являются звезды.

Невооружённым глазом в безлунную ночь можно видеть над горизонтом около 3 тыс. звёзд.

В настоящее время астрономы определили положения нескольких миллионов звезд и составили их каталоги.

Около 240 звезд имеют собственные имена (Вега, Альтаир, Сириус, Полярная и пр.)

Звезды распределены на небе не равномерно, а отдельными компактными группами – созвездиями. Под созвездиями понимают область неба в пределах некоторых установленных границ. Это сделано для удобства ориентировки на небесной сфере и обозначения звезд. Всё небо разделено на 88 созвездий.

Группы звёзд в созвездиях имеют устойчивую конфигурацию, т.е. взаимное расположение звезд в созвездии не изменяется с течением времени.

Есть три группы созвездий по происхождению их названий:

1. Связанные с древнегреческой мифологией

2. Связанные с предметами, на которые похожи фигуры, образуемые яркими звездами созвездий (Стрела, Треугольник, Весы, Лев, Рак, Скорпион, Большая медведица и др.)


Иногда в созвездии выделяют группу звезд с названием, отличным от названия созвездия – астеризм (например, Ковш в созвездии Малая Медведица).

 Гигантские звёздные системы, состоящие из сотен миллиардов звёзд образуют галактику.

Солнечная система и окружающие её звезды составляют ничтожную часть нашей Галактики – Млечный Путь.

Ближайшие соседи нашей Галактики – Туманность Андромеды, Большие Магеллановы облака и Малые Магеллановы облака.

Кроме звёзд в состав галактик входят туманности – газопылевые скопления (межзвёздный газ, состоящий из атомарного водорода, и космическая пыль)

Американский астрофизик Э. Хаббл предложил следующую классификацию галактик:

Эллиптические галактики имеют форму сплюснутых сфероидов. Состоят в основном из старых звезд.

Спиральные галактики имеют форму спирали (Млечный Путь, Туманность Андромеды). В рукавах спиральных галактик находятся молодые звезды, идут процессы образования новых звезд.

Галактики неправильной формы (Магеллановы облака). Имеют разнообразную форму.

 Млечный Путь относится к типу спиральных галактик, содержит около 150 миллиардов звезд (Солнцу около 4-4,5 млрд лет). 95% массы Галактики расположено около галактической плоскости. Поэтому если смотреть с торца, млечный Путь сосредоточен почти в одной плоскости. Экваториальная плоскость окружена звёздными скоплениями, которые называют «шаровыми скоплениями».


 Пространство между галактиками и звездами внутри галактик заполнено очень разреженным веществом: межзвёздным газом, космической пылью, элементарными частицами, а также электромагнитным излучением.

В каждом кубическом сантиметре межзвездноо пространства в среднем находится один атом вещества. Для сравнения, в воздухе при нормальных условиях около 1019 молекул в 1 см3.

При самом высоком вакууме, который может быть получен в лабораторных условиях (порядка 10-12 мм. рт. ст.) в 1 см3 содержится сто тысяч молекул.

Расстояния между звездами внутри галактик значительно больше размеров самих звезд.

Расстояния между галактиками сравнимы с размерами самих галактик.

 Масштабы Вселенной столь велики, что использовать единицы длины, принятые в СИ, неудобно. Например, размеры нашей Галактики таковы, что луч света, распространяясь со скоростью 300000 км/с проходит расстояние от одного ее края до другого за сто тысяч лет.

В старой научной литературе:

Астрономическая единица (1 а.е.) – средний радиус орбиты Земли при её обращении вокруг Солнца.

1 а.е. = 150 млн км (расстояние от Солнца до Земли)

Наиболее удалённая от Солнца планета, Плутон, отстоит от него на расстоянии 40 а.е. Это размер Солнечной системы.

В популярной литературе:


Световой год – расстояние, которое свет проходит за одни земной год.

1 с.г. = 10000 млрд км = 10 трлн. км.

В современной научной литературе:

Парсек (пк) – параллакс-секунда.

Секунда – единица измерения угла.

Параллакс – видимое изменение положения предмета вследствие перемещения точки наблюдения.

В астрономии различают:

· Суточный параллакс

· Годичный параллакс

· Вековой параллакс (оборот Солнца относительно ядра галактики)

По параллаксу небесных светил методами тригонометрии определяют расстояние до этих светил.

Парсек – расстояние, с которого радиус земной орбиты виден под углом в одну угловую секунду.

1 пк = 206265 а.е. = 3,3 с.г. = 33 мрлн км.

 Самая близкая к Солнцу звезда – Проксима Центавра удалена от него на 1,3 пк.

Солнце удалено от центра нашей Галактики на расстояние 8000 пк.

Диаметр Млечного Пути составляет 40000 пк.

Самая близкая звезда в созвездии Андромеды находится на удалении 720000 пк.

Средняя плотность галактик в наблюдаемой части Вселенной – около 8-10 тысяч на один кубический миллион парсеков.

Типичная скорость относительного движения галактик – коло 1000 км/с

Оценочное время вероятного столкновения галактик составляет около 1013 лет, что больше времени существования Вселенной в 1400 раз.

 Пример Редже (итальянский физик; книга «Этюды о Вселенной»).


Пошаговое путешествие во Вселенной.

Следующий шаг больше предыдущего в 10000 раз. Сколько шагов до края Вселенной?

1й шаг – 4 м, потолок; 2й – 40 км, стратосфера; 3й – 400000 км, луна; 4й – 40 млрд км, граница Солнечной системы; 5й – 4,3 с.г., Альфа-Центавра; 6й – 40000 с.л., ядро Галактики; 7й – 400 млн с.л., центр космоса; 8й не получится – 40 млрд с.л. – но Вселенная родилась лишь 15 млрд лет назад.

Источник: www.sites.google.com

Интерактивная шкала масштабов Вселенной

Измерение масштабов Вселенной

Первое измерение, как уже упоминалось, это длина. Хорошим примером одномерного объекта является прямая линия. Эта линия имеет только измерение длины. Вторым измерением является ширина. Это измерение включает и длину, хорошим примером двумерного объекта будет до невозможности тонкая плоскость. Вещи в двух измерениях можно рассматривать только в поперечном сечении.


Третье измерение включает высоту, и это измерение для нас наиболее знакомо. В комбинации с длиной и шириной, это наиболее хорошо видимая часть вселенной в терминах измерений. Лучшая физическая форма для описания этого измерения – куб. Третье измерение существует, когда пересекаются длина, ширина и высота.

Теперь все становится немного сложнее, потому что оставшиеся 7 измерений связаны с нематериальными понятиями, которые мы не можем наблюдать непосредственно, но знаем, что они существуют. Четвертое измерение – время. Это различие между прошлым, настоящим и будущим. Таким образом, лучшим описанием четвертого измерения будет хронология.

Другие измерения имеют дело с вероятностями. Пятое и шестое измерения связаны с будущим. Согласно квантовой физике, может быть любое количество вероятных вариантов будущего, но результат существует только один, и причина этого – выбор. Пятое и шестое измерения связаны с бифуркацией (изменением, разветвлением) каждой из этих вероятностей. В сущности, если бы вы могли управлять пятым и шестым измерением, вы могли бы вернуться во времени назад или побывать в различных вариантах будущего.

Измерения с 7 по 10 связаны с Вселенной и ее масштабом. Они основываются на том, что существует несколько вселенных, и каждая имеет собственные последовательности измерений реальности и возможных результатов. Десятое, и последнее, измерение, на самом деле является одним из всех возможных результатов всех вселенных.

Источник: v-kosmose.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.