Размер вселенной в километрах


Немного ни мало, поговорим о нашей загадочной Вселенной. Постараюсь самыми доступными словами, рассказать как можно больше фактов. Начнём с реального размера Вселенной.

И тут мы сразу сталкиваемся с двумя фактами. Первый из них гласит, что размер видимой Вселенной составляет приблизительно 42 000 000 000 (миллиарда) световых лет. Что такое световой год, чему он равен, ссылочка будет внизу статьи.

Появляется закономерный вопрос, что такое видимая Вселенная. Давайте для наглядности посмотрим картинку, после объясню.

Видимая Вселенная — область нашей Вселенной, от которой мы можем зарегистрировать хоть какое-то излучение. Будь-то свет, тепло, электромагнитное или рентгеновское излучение.

На рисунки выше, находится подробная карта нашей Вселенной, составленная Российско-Германским телескопом Спектр-РГ. На ней отмечено всё, что мы может увидеть наблюдая с Земли. Дальше заглянуть мы пока не можем. В обиходе наблюдаемую область принято называть Вселенной. Астрономы выражаются более чётка, называя её видимая часть Вселенной. Ибо точно знают, что она имеет продолжение.


И тут возникает следующий закономерный вопрос. А что там дальше, можем мы туда заглянуть или нет.

Пока не можем, но учёные над этим работают. Работают можно сказать довольно успешно. Надеюсь в этом году НАСА совместно с Европейцами запустят на орбиту телескоп Джеймс Уэбб.

Телескоп будет уникален по двум параметрам.

Первый, по размеру зеркала. Ни когда ещё в космос не выводили телескопы с таким диаметром зеркала. Оно настолько большое, что не помещается в ракету. Что бы его туда запихать и вывести на орбиту, была разработана целая система, позволяющая сложить зеркало перед запуском. Разложить, откалибровать в космосе.

В сложенном видео зеркало выглядит так.

Такой вид будет иметь с раскрытым зеркалом.

Вторая уникальность заключается в том, что зеркало телескопа будет охлаждаться до очень низких температур, иметь защитные экраны от Солнечного света и излучения. Что позволит регистрировать минимальные источники света и тепла. Обратите внимание, не только света, но и тепла. Суть в том, что свет имеет волновую структуру. Пока он добирается до нас через немыслимое число километров, рассеивается, остаётся только едва уловимые источники тепла. Буквально 3-4 Кельвинов. Фактически абсолютный ноль.


Вот эти экраны будут защищать телескоп от Солнечного тепла и излучения. О нём (излучении) мы ещё поговорим. Даже о кораблях с Солнечными парусами.

Мы привыкли измерять температуру в градусах Цельсия, астрономы и физики использую Кельвины. Ноль по Кельвину считается абсолютным нулём, дальше материя существовать не может. Во Вселенной нет температуры ниже. По крайней мере, пока она Землянам не известна. Так вот, 0 по Кельвину равен — 273,15 градуса Цельсия.

Благодаря своей чувствительности и размеру зеркала, телескоп Джеймс Уэбб, сможет регистрировать мельчайшее излучение тепла, что позволит расширить пределы видимой Вселенной. Мы увидим много интересно, до селе нам недоступного.

Что мы там увидим.

А увидим мы там самые первые годы образования нашей Вселенной. Когда только-только образовывались первые облака газов, загорались первые звёзды. Уже не только видимой Вселенной, а общей. Увидим рождение первых галактик. Увидим чистый космос, где ещё не было фактически ни чего. На основе полученных данных, мы сможет смоделировать и узнать процессы, происходящие там сейчас.

  • Космос реальная машина времени. Чем дальше мы туда заглядываем, тем глубже проникаем во время нашей Вселенной. Об этом речь пойдёт в другой статье, здесь рассказываю о размерах.

Астрономы смогут заглянуть до предела наших возможностей. А они ограничены расширением Вселенной. Здесь снова стоит пояснить.

Наша Вселенная постоянно расширяется в геометрической прогрессии. Наступает такой момент, когда скорость расширения, превышает скорость распространения света. Мы сталкиваемся с такой ситуацией, когда свет испускаемый звёздами в нашу сторону, улетает от нас из-за расширения Вселенной. Всё равно, что кинуть камень из летящего самолёт назад. Он всё равно полетит в сторону движения самолёта. Относительно кидающего он полетит в даль, а относительно наблюдателя с Земли, камень полетит за самолётом.

Нечто подобное происходит со Вселенной. Относительно Звезды за пределом нашего достижения, свет летит в сторону Земли. Но относительно нас, из-за расширения Вселенной, он улетает. Пока это наш предел. Достанет до него Джеймс Уэбб или нет, скоро узнает. Если недостанет, будем ждать Российских телескоп миллиметрон. У него будет чувствительность меньше Кельвина. Телескоп будет заточен наблюдать самые малые тепловые излучения.


Писать про миллиметрон не буду. Кто желает узнать о нём больше, предлагаю посмотреть статью про черные дыры и кротовые норы. Где есть видео от разработчика телескопа. Он подробно рассказывает о его возможностях.

Что там дальше во Вселенной, за пределами наших возможностей, мы доподлинно ни когда не узнаем. Предполагается, что она мульти. То есть, Вселенных много. Если конечно не научимся путешествовать через кротовые норы. А они как оказывается, вполне вероятно существуют.

Чёрная дыра может оказаться кротовой норой, для путешествия по Вселенной

Скорость света. Понятие "Световой год". Размеры Солнечной системы, галактики Млечный Путь


Источник: zen.yandex.ru

Современная наука считает, что наша Вселенная появилась в результате так называемого Большого взрыва около 13,79 млрд. лет назад.

Можно подумать, что если Вселенная образовалась 13,79 млрд. лет назад, то её радиус тоже должен быть равен 13,79 млрд. световых лет, а диаметр, соответственно, 27,58 млрд. световых лет.

Это интересно: 1 световой год равен 9 461 000 000 000 км.

Данные размышления были бы верны, если вселенная расширялась бы равномерно, но при наблюдении в 1998 году за изменением яркости сверхновых звезд было установлено, что Вселенная расширяется с постоянным ускорением. Например, галактика GNz-11, возраст которой оценивается нами в 13,4 млрд. лет, на самом деле находится от нас на расстоянии около 32 млрд. световых лет – в этом случае играет роль ускоренное расширение пространства.

Подсчитано, что с учетом факта ускорения расширения размер Вселенной на текущий момент составляет 93 млрд. световых лет.

Но и это ещё не все: какая-то часть пространства Вселенной расширяется быстрее скорости света. «Но ведь ничто не может двигаться быстрее скорости света, иначе это будет противоречить Теории Относительности» — возразят некоторые. Но на самом деле здесь нет никакого противоречия: пространство действительно может расширяться быстрее скорости света, а объекты в пространстве при этом будут иметь досветовые скорости. Получается, какая-то часть Вселенной будет убегать от нас быстрее, чем её световое излучение будет нас достигать, а значит, навсегда останется для нас невидимой. Соответственно, существует некая граница, которая скрывает от нас невидимую часть Вселенной, и эта граница называется Сферой Хаббла.


Здесь следует внести ясность в существующие определения Вселенной. Все то пространство, которое находится до Сферы Хаббла, и все те объекты, которые мы фиксируем в инфракрасные телескопы, мы привыкли называть Вселенной, но на самом деле оно носит название Метагалактика. Вселенная же простирается далеко за пределы доступной нам реальности. Возможно, что она и вовсе бесконечна? Данный вопрос – одна из величайших загадок современной физики, и неизвестно, получим ли мы когда-нибудь на него ответ.

Это интересно: Метагалактика постоянно расширяется, и мы фиксируем всё новые объекты, которые на самом деле убегают от нас быстрее скорости света. Как такое возможно? Читаем подробнее в статье «Что такое Видимая Вселенная и видим ли мы всю Вселенную сразу?».

 

comments powered by HyperComments

Источник: mydiscoveries.ru

Размеры вселенной


По некоторым расчетам в нашей галактике, которая называется «Млечный путь» (Milky Way), находится 400 млрд. звезд. Это далеко не самая крупная галактика, в соседней Андромеде звезд больше триллиона.

Как указано в видео на 4:35 через несколько миллиардов лет наш Млечный путь столкнется с Андромедой.   Согласно некоторых расчетов, используя любые известные нам технологии, даже усовершенствованные в будущем, мы не сможем долететь до других галактик, так как они постоянно удаляются от нас. Помочь нам  может только телепортация. Это плохая новость.

Хорошая новость — мы с вами родились в удачное время, когда ученые видят другие галактики и могут теоретизировать на тему Большого взрыва и других явлений. Если бы мы родились намного позже, когда все галактики разлетелись бы далеко друг от друга, то скорее всего мы не смогли бы узнать, как возникла вселенная,  были ли другие галактики, был ли Большой взрыв  и т.п. Мы бы считали, что наш Млечный путь (объединенный к тому времени с Андромедой) — единственный и уникальный во всем космосе. Но нам повезло, и мы что-то знаем. Наверное.

Вернемся к цифрам. Наш небольшой Млечный путь содержит до 400 млрд. звезд, соседняя Андромеда более триллиона, а всего таких галактик в наблюдаемой вселенной насчитывается более 100 млрд. И во многих из них содержат по несколько триллионов звезд.  Это может показаться невероятным, что в космосе такое количество звезд, но как то американцы взяли и навели свой могучий телескоп Хаббл на совершенно пустое пространство в нашем небе. Понаблюдав за ним несколько дней, они получили вот такую фотографию:


На совершенно пустом участке нашего неба они нашли 10 тыс. галактик (не звезд), каждая из которых содержит миллиарды и триллионы звезд. Вот этот квадратик  в нашем небе, для масштаба.

А что творится за пределами наблюдаемой вселенной мы не знаем. Размеры вселенной, которую мы видим порядка 91,5 млрд. световых лет. Что за дальше — неизвестною.  Возможно вся наша вселенная всего лишь пузырек в бурлящем океане мультивселенных.   В которых может быть даже действуют другие законы физики, например не работает закон Архимеда и сумма углов не равна 360 гр.

Наслаждайтесь. Размеры вселенной на  видео:

Источник: vsobolev.com

Природа требует, чтобы мы не превышали скорость света. Всё остальноё опционально.
— Роберт Бролт

Одно из самых удивительных открытий XX века произошло благодаря изучению огромных спиральных туманностей, рассыпанных по ночному небу.

Размер вселенной в километрах


Быстро выяснилось, что эти объекты – галактики, похожие на наш Млечный путь, находящиеся в тысячах световых лет от нас. Кроме того, большая их часть двигается по направлению от нас. Что ещё более интересно, так это то, что чем дальше от нас галактика, тем (в среднем) она быстрее удаляется. Всего через несколько лет были открыты и механизм и закон, управляющие этим явлением.

Размер вселенной в километрах

С законом сложностей не было: вы измеряете скорость движения галактики, исходя из спектрального сдвига и прикидываете расстояние до неё при помощи различных методов, включая стандартные свечи. В итоге – хотя у вас останутся погрешности – вы получите данные об удалении галактик и о скорости их убегания. Взаимосвязь между двумя этими параметрами известна, как закон Хаббла и он определяет, как удалённые галактики двигаются относительно нас.

Механизм происходящего явления оказался более интересным.

Размер вселенной в километрах


Существует сильное искушение предположить, что причина наблюдаемого явления – более удалённые объекты удаляются быстрее – находится в некоем взрыве, случившемся в прошлом. Если бы это было так, то галактики, получившие меньше «начальной энергии взрыва» были бы ближе друг к другу и разлетались бы друг от друга медленнее, а галактики, удалённые от нас, получили бы больше энергии, чтобы разлетаться с такой большой скоростью.

Если бы это было так, то мы бы находились очень близко от центра взрыва, и плотность галактик рядом с нами была бы гораздо выше, чем далеко от нас. В этом случае пространство было бы статичным – типа фиксированной трёхмерной решётки. Но это не единственная возможность.

Размер вселенной в километрах

Также возможно, что вместо того, чтобы статичная Вселенная брала начало от взрыва, она могла бы подчиняться более мощному решению ОТО: она может расширяться! Вместо того, чтобы начаться благодаря катастрофическому взрыву в статичной Вселенной, ткань космоса может расширяться со временем, пропорционально количеству содержащейся в ней энергии.

В этом случае количество галактик должно быть в среднем одинаковым в одинаковых объёмах пространства, скорость расширения должна увеличиваться по предсказуемой зависимости от расстояния, Вселенная должна была быть более горячей в прошлом и скопление галактик должно было сформировать паутинообразную структуру, в которой все регионы космоса выглядят примерно одинаково на больших масштабах.

Размер вселенной в километрах

В случае первого варианта, со взрывом и статическим пространством и в случае конечного возраста Вселенной мы могли бы заглядывать вдаль на расстояние, определяемое этим возрастом. В статичной Вселенной возрастом в 5 лет мы могли бы увидеть свет, пришедший от объектов, расположенных не далее 5 световых лет от нас. В статичной Вселенной возрастом в 13,8 миллиарда лет мы могли бы увидеть свет, пришедший от объектов, расположенных не далее 13,8 миллиарда световых лет от нас.

Но все наши наблюдения опровергают эту возможность и направляют нас к идее о расширяющемся пространстве, в котором содержание энергии во Вселенной определяет скорость расширения и, следовательно, как далеко объекты находятся от нас.

Размер вселенной в километрах

Что менее интуитивно, так это то, что в расширяющейся Вселенной мы можем видеть дальше, чем это определяет её простой возраст! Это просто обязательно. Подумайте над диаграммой выше, в которой несколько скоплений галактик удаляются друг от друга из-за расширения Вселенной. Представьте, что мы находимся в центральном скоплении и наблюдаем скопление в нижнем левом углу.

Когда свет покидает скопление в левом нижнем углу (слева), это скопление находится в 87 световых годах от нас. Свет начинает свой путь по направлению к нам, но Вселенная расширяется. То есть пространство между этим скоплением и нашим увеличивается, как выпекающийся кусок теста, будущий хлеб. Свет продолжает идти к нам, но с увеличением расстояния ему приходится пройти более 87 световых лет, чтобы достичь нас. Но когда свет доходит до места назначения (справа), это скопление уже находится в 173 световых годах от нас.

Ключевой вопрос: какое же расстояние прошёл свет на самом деле? Ответ – больше 87 световых лет, но меньше 173 световых лет!

Размер вселенной в километрах

Применим этот принцип ко всей Вселенной.

13,8 миллиарда лет назад Вселенная была нереально горячей и плотной и была наполнена огромным разнообразием источников энергии: излучением (фотоны), материей (протоны, нейтроны, электроны) и присущей пространству энергией (тёмная энергия). Если бы расширяющаяся Вселенная была наполнена только одним из этих трёх типов энергии, и вы задали бы вопрос, как далеко находится объект, свет от которого только сейчас дошёл до нас, вы получили бы три разных ответа. Почему?

Размер вселенной в километрах

Потому, что плотность энергии в любой момент истории определяет историю расширения Вселенной, и излучение, материя и присущая пространству энергия эволюционируют по-разному! И вот вам итоговый результат для Вселенной возрастом 13,8 миллиарда лет:

Если бы Вселенная была наполнена лишь излучением, объект, чей свет только сейчас дошёл бы до нас после путешествия длительностью в 13,8 млрд лет, находился бы на расстоянии 27,6 млрд световых лет от нас.
Если бы Вселенная была наполнена лишь материей, объект, чей свет только сейчас дошёл бы до нас после путешествия длительностью в 13,8 млрд лет, находился бы на расстоянии 41,4 млрд световых лет от нас.
Если бы Вселенная была наполнена лишь тёмной энергией, никакой свет до нас бы вообще не дошёл, поскольку расширение было бы экспоненциальным и по прошествии такого времени мы бы просто ничего не увидели.

Но ни один из этих примеров не соответствует реальной Вселенной, в которой перемешаны эти энергии и эта смесь меняется со временем.

Размер вселенной в километрах

На ранних стадиях Вселенной в первые несколько тысяч лет доминировало излучение, преимущественно в виде фотонов и нейтрино. Потом случился фазовый переход и материя (нормальная и тёмная) стала преобладающей компонентой на миллиарды лет. И совсем недавно, уже после формирования Солнечной системы и Земли, тёмная энергия стала доминантой. Поскольку тёмная энергия не была (и не будет) единственным источником энергии Вселенной, мы никогда не окажемся в ситуации, в которой свет до нас не дойдёт. Но её достаточно, чтобы раздвинуть границы Вселенной дальше, чем в варианте с одной только материей: до 46,1 миллиарда световых лет.

Это контринтуитивно, но нужно помнить: 13,8 миллиарда лет назад вся наблюдаемая Вселенная была меньше, чем наша сегодняшняя Солнечная система!

Размер вселенной в километрах

Расширение Вселенной началось очень быстро и со временем замедлялось. Оно продолжает замедляться, но оно асимптотически стремится не к нулю, а к конечной, хотя и большой, величине. Это означает, что свет от очень удалённого объекта, унесённого расширением Вселенной больше, чем на 40 млрд световых лет от нас, может дойти до нас сегодня, совершив по Вселенной путешествие, сравнимое со всей историей её существования.

И когда он дойдёт до нас, мы увидим свет, испущенный в то время, когда Вселенная была чрезвычайно молода.

Разница лишь в спектральном красном смещении, которое позволяет нам определить возраст и удалённость этого объекта.

Вот почему во Вселенной возрастом в 13,8 миллиарда лет наиболее удалённые из видимых объектов находятся на расстоянии в 46 миллиардов световых лет от нас!

Источник: habr.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.