Начнем не с факта, а со знакомства с нашей галактикой. Сегодня вечером, когда солнце скроется за горизонтом, взгляните вверх. В зависимости от того, насколько будет темно, Вы сможете видеть скопление звезд, каждая из которых относится к нашей собственной галактике Млечного пути. Но если Вы вглядитесь пристальнее, то будете в состоянии определить и звезды других галактик, кроме нашей собственной, некоторые из которых видны невооруженным глазом.
Другие Галактики
Этот факт непременно заставит Вас чувствовать себя маленькими. Ученые оценивают, что есть сотни миллиардов галактик во вселенной, ни одной из которых Вы не увидите без телескопа. Кроме того у каждой из этих галактик есть миллиарды звезд, а общее число звезд во вселенной приводит к 10 миллиардам триллионов. Число звезд больше, чем число песчинок на всех пляжах Земли.
Темная Материя
Все звезды, галактики и черные дыры во вселенной только составляют приблизительно 5% ее массы. Как бы безумно это не звучало, оставшиеся 95% просто не учтены. Ученые решили маркировать этот таинственный материал темной материей, и по сей день они все еще не уверены, что это такое и как выглядит.
Космическое облако алкоголя
Для тех, кто мечтает открыть свой собственный бар, нет места лучше, чем облако Стрелец B (Sagittarius B). Хотя оно и расположено на расстоянии в 26,000 световых лет, это межзвездное облако газа и пыли содержит миллиарды литров винилового спирта. Хотя он и находится в состоянии, не пригодном для питья, это очень важное органическое соединение, без которого невозможно существование жизни.
Луна пахнет, как порох
После отправки лунных астронавтов на миссиях Аполлона, они описывали лунную пыль, как чрезвычайно мягкую и пахнущую порохом. Ученые, однако, все еще точно не уверены, почему это происходит. У пороха чрезвычайно различные составы с лунной пылью, состоящей в большинстве маленьких частиц силиконового стеклянного диоксида.
Ядерный удар по Луне
В поздние 1950е родилось нечто, маркированное Проектом A119. Соединенные Штаты решили, что это будет хорошая идея — запустить ядерную ракету, ударив по Луне. Зачем? Очевидно, они чувствовали, что это даст им фору в Космической гонке? К счастью, этот план никогда не был реализован.
Иллюзия Понцо
Вы когда-либо замечали, что когда луна находится непосредственно на горизонте, она кажется намного ближе и больше? На самом деле это особенность работы человеческого мозга, интерпретировать предметы на расстоянии. Хотя предметы на расстоянии действительно маленькие, Ваш мозг фактически не интерпретирует их, как крошечные. Эффект известен, как иллюзия понцо, когда мозг раздувает размер луны, чтобы заставить её казаться больше. Не верите? В следующий раз, когда увидете огроную луну, поставьте на ее фоне свои часы или руку, и смотрите, как она уменьшается
Самый большой алмаз
В 2004 ученые обнаружили самый большой алмаз из когда-либо зафиксированных. Фактически, это — разрушенная звезда. Составляющая примерно 4000 км в диаметре, с биллионами каратов, она находится на расстоянии примерно в 50 световых лет от Земли.
День Венеры дольше, чем её год
Странно, но Венера проходит всю свою орбиту вокруг солнца прежде, чем ей удается обернуться вокруг собственной оси. Это означает, что день фактически более длителен, чем целый год по времени Венеры. Таким образом, Вторая мировая война в масштабах Венеры закончилась менее 100 дней назад.
Плавающий Сатурн
Если бы Вы должны поместили Сатурн в стакан воды, он бы плавал. Причина этому кроется в его плотности. 687 грамм на см, возведенные в куб, в то время как вода составляет 998 грамм в куб см. К сожалению, Вы нуждались бы в стакане, который составляет более чем 120,000 км в диаметре, чтобы засвидетельствовать это.
Холодная сварка
Это — явление, используемое, чтобы описать факт, что всякий раз, когда два куска металла в космосе соприкасаются друг с другом, они очень плотно склеиваются. В то время как сварка обычно требует высокой температуры, в этом случае космический вакуум играет свою роль. Возникает вопрос, как космические шаттлы сопротивляются этому фактору? Как правило, у металлов на Земле есть слой окисленного материала, покрывающего их поверхность, которая предотвращает холодную сварку в космосе. Таким образом, на миссиях риск случайной сварки шаттла с другими объектами незначителен.
У Земли есть несколько Лун
Хоть они больше походят на лунных подражателей, но ученые обнаружили несколько астероидов, которые более или менее следуют за Землей, в то время как она перемещается вокруг солнца.
Космический мусор
У Земли действительно есть более чем 8,000 объектов, движущихся по кругу на орбите. Большинство из них классифицировано, как «космический мусор», или развалины от космических кораблей и миссий в прошлом. Уже упоминали, что земную орбиту можно отнести к самым загрязненным местам Земли.
Лунный дрейф
Ученые посчитали, что каждый год луна перемещается на 3.8 см далее от Земли. В результате, вращение Земли замедлялось приблизительно на.002 секунды каждый день в течение прошлого столетия.
Солнечным лучам на Земле 30 000 лет
Большинство из нас знает, что свой путь к Земле солнечные лучи проделывают за 8 минут, пересекая 93 миллиона миль между Землей и поверхностью Солнца. Но знаете ли Вы, что энергия в этих лучах начала свою жизнь более, чем 30,000 лет назад глубоко в ядре солнца? Они были сформированы интенсивной реакцией сплава и потратили большинство тысяч лет, пробиваясь на поверхность Солнца.
Большой Ковш — не созвездие
Фактически, Большой Ковш — это астеризм. Есть только 88 официальных созвездий, а все другие, включая Ковш — попадают в категорию астеризмов. Тем не менее, она состоит из 7 самых ярких звезд созвездия Большая Урса, или Большая Медведица
Постоянное движение
Мы живем на планете, которая вращается по своей оси, в то же время вращаясь вокруг звезды, которая вращается вокруг центра галактики, которая также перемещается в пространстве. Походит на достаточно сложную систему, где мы все находимся в постоянном движении и взаимодействии.
Пространственная относительность Галилея
Каким образом Вы узнаете, что автобус, на котором Вы добираетесь до работы, фактически перемещается? Что, если Вы сидите в единственном неподвижном объекте в известной вселенной и все остальное, включая дорогу перемещается? Правда в том, что нет никакого способа доказать то, что перемещается относительно чего. Для Вас человек за окном будет статичен, потому что Ваша система взглядов — автобус. Для человека, смотрящего от тротуара, однако, и Вы, и автобус будете двигаться, потому что его система взглядов — земля.
Скорость Света
Скорость света постоянна, и не зависит ни от каких сопутствующих факторов. Скорость света составляет приблизительно 300 000 километров в секунду.
Универсальный предел скорости
В результате вышеупомянутого факта, что скорость света не может превысить 300 000 километров в секунду, мог бы последовать вывод, что ничто не может, потому эта отметка и считается, как универсальное ограничение скорости. Это, возникают некоторые интересные последствия, приводящие непосредственно к следующему факту.
Теория относительности Эйнштейна
Объясняясь понятными терминами, Эйнштейн по существу выступил с революционной идеей, что не только движение относительно, но и время, также. Можно привести пример, взяв человека, который едет в автобусе, и который стоит на тротуаре. Теперь берем пучок света, отраженный от какой либо поверхности, и направленный в сторону этих двух участников опыта. За один и тот же промежуток времени человек в автобусе преодолеет гораздо большее расстояние навстречу к пучку света, чем пешеход на тротуаре, соответственно встретится с ним на какое-то время раньше. Таким образом можно предположить, что для каждого из участников время было разным, более медленным, или более быстрым.
Двигающиеся часы
Все, о чем мы сейчас говорили, относится к современным технологиям. Фактически, часы в бортовых компьютерах и навигационном оборудовании должны принять во внимание эффекты относительности. Например, если бы Вы измерили время, которое протекло на наручных часах летчиков-истребителей, то Вы обнаружили бы, что оно отстало от Ваших часов на несколько наносекунд.
Относительность времени
Помните физику средней школы? Поскольку сила тяжести увеличивается около поверхности Земли, то же самое происходит и с ускорением. Следуя этой теории, на различных высотах часы тикают на различных скоростях. Кроме того, в то время, как Земля вращается, кто-то стоящий около экватора двигается быстрее, чем кто-то на Северном полюсе. Все потому, что их часы тикают более медленно.
Парадокс Близнецов
Если Вы все еще продержались, дочитав до этой страницы, то сможете без труда понять, о чем пойдет речь. Известный парадокс близнецов постулирует, что, если Вы помещаете одного близнеца в космический корабль, который будет перемещаться со скоростью света через пространство и оставите другого на Земле, то из-за эффектов относительности близнец в космическом корабле возвратится на планету значительно моложе, чем его родной брат на Земле.
Пытливые умы ученых-энтузиастов бьются над решением загадочных явлений, придумывают теории, проводят исследования и наблюдения… Пожалуй, одной из самых интересных и многообещающих тем является космос и все, что с ним связано. И чем дальше заглядывает человечество в него, тем интереснее найти ответы на все большее число вопросов.
Мы пытаемся изучить Вселенную настолько, насколько это позволяют современные технологии. Но самые современные телескопы имеют определенные пределы, заглянуть за которые при помощи технических средств просто невозможно. Тогда человек подключает свое воображение и начинает домысливать имеющиеся факты.
Где заканчивается Вселенная? При этом это не философский и не риторический вопрос, а самый настоящий научный. Ответить на него односложно и точно, не имея достаточной базы, нельзя. Можно только, основываясь на уже доказанных теориях и имеющихся фактах, делать определенные выводы и фантазировать…
Происхождение Вселенной, галактик, звезд и даже нашей планеты описано теорией Большого Взрыва. Это событие случилось порядка 13,8 миллиардов лет назад и является моментом рождения Вселенной в том виде, в котором мы её себе представляем. При этом не стоит думать, что до этого Вселенная представляла собой пустоту. Напротив, по мере того, как энергия пространства росла, приближаясь к взрыву, менялось и само пространство.
Как выглядит край Вселенной?
Предполагаемая зона Большого Взрыва – сфера радиусом чуть больше 46 световых лет. Но это граница весьма условна и, конечно, не является границей космоса. Но что находится за ней?
Исследователи полагают, что там находится такой же участок Вселенной, который мы наблюдаем. За исключением деталей, которые можно назвать местными – расположение галактик и звезд, особенности систем.
Исходя из этого становится понятно, что увидеть пресловутый «край Вселенной» невозможно, как нельзя объять необъятное.
Одним из основных вопросов, которые не выходят из сознания человека, всегда был и является вопрос: «как появилась Вселенная?». Конечно же, однозначного ответа на данный вопрос нет, и вряд ли будет получен в скором времени, однако наука работает в этом направлении и формирует некую теоретическую модель зарождения нашей Вселенной. Прежде всего следует рассмотреть основные свойства Вселенной, которые должна описываться в рамках космологической модели:
- Модель должна учитывать наблюдаемые расстояния между объектами, а также скорость и направление их движения. Подобные расчеты основываются на законе Хаббла: cz = H 0 D , где z – красное смещение объекта, D – расстояния до этого объекта, c – скорость света.
- Возраст Вселенной в модели должен превышать возраст самых старых в мире объектов.
- Модель должна учитывать первоначальное обилие элементов.
- Модель должна учитывать наблюдаемую .
- Модель должна учитывать наблюдаемый реликтовый фон.
Рассмотрим кратко общепризнанную теорию возникновения и ранней эволюции Вселенной, которая поддерживается большинством ученых. Сегодня под теорией Большого взрыва подразумевают комбинацию модели горячей Вселенной с Большим взрывом. И хотя данные концепции сперва существовали независимо друг от друга, в результате их объединение удалось объяснить первоначальный химический состав Вселенной, а также наличие реликтового излучения.
Согласно данной теории, Вселенная возникла около 13,77 млрд лет назад из некоторого плотного разогретого объекта — , плохо поддающееся описанию в рамках современной физики. Проблема космологической сингулярности, помимо всего прочего, в том, что при ее описании большинство физических величин, вроде плотности и температуры, стремятся к бесконечности. При этом, известно, что при бесконечной плотности (мера хаоса) должна устремляться к нулю, что никак не совмещается с бесконечной температурой.
- Первые 10 -43 секунды после Большого Взрыва называют этапом квантового хаоса. Природа мироздания на этом этапе существования не поддается описанию в рамках известной нам физики. Происходит распад непрерывного единого пространства-времени на кванты.
- Планковский момент – момент окончания квантового хаоса, который выпадает на 10 -43 секунду. В этот момент параметры Вселенной равнялись , вроде планковской температуры (около 10 32 К). В момент планковской эпохи все четыре фундаментальные взаимодействия (слабое, сильное, электромагнитное и гравитационное) являлись объединенными в некое одно взаимодействие. Рассматривать планковский момент как некоторый продолжительный период – не представляется возможным, так как с параметрами меньше планковских современная физика не работает.
- Стадия . Следующей стадией истории Вселенной стала инфляционная стадия. В первый момент инфляции от единого суперсимметричного поля (ранее включающего поля фундаментальных взаимодействий) отделилось гравитационное взаимодействие. В этот период вещество обладает отрицательным давлением, что вызывает экспоненциальный рост кинетической энергии Вселенной. Проще говоря, в данный период Вселенная стала очень быстро раздуваться, а ближе концу энергия физических полей переходит в энергию обычных частиц. В конце данной стадии значительно повышается температура вещества и излучения. Вместе с окончанием стадии инфляции выделяется и сильное взаимодействие. Также в этот момент возникает .
- Стадия радиационного доминирования. Следующая стадия развития Вселенной, которая включает несколько этапов. На этой стадии температура Вселенной начинает понижаться, образуются кварки, затем адроны и лептоны. В эпоху нуклеосинтеза происходит образование начальных химических элементов, синтезируется гелий. Однако, излучение все еще преобладает над веществом.
- Эпоха доминирования вещества. Спустя 10 000 лет энергия вещества постепенно превосходит энергию излучения и происходит их разделения. Вещество начинает доминировать над излучением, возникает реликтовый фон. Также разделение вещества с излучением значительно усилило изначальные неоднородности в распределении вещества, в результате чего начали образовываться галактики и сверхгалактики. Законны Вселенной пришли к тому виду, в котором мы наблюдаем их сегодня.
Вышеописанная картина сложена из нескольких основополагающих теорий и дает общие представление о формировании Вселенной на ранних этапах ее существования.
Откуда появилась Вселенная?
Если Вселенная возникла из космологической сингулярности, то откуда взялась сама сингулярность? На данный вопрос дать точный ответ, пока, невозможно. Рассмотрим некоторые космологические модели, затрагивающие «рождение Вселенной».
Циклические модели
Данные модели строятся на утверждении, что Вселенная существовала всегда и со временем лишь меняется ее состояние, переходя от расширения к сжатию – и обратно.
- Модель Стейнхардта-Турока. Данная модель строится на теории струн (М-теории), так как использует такой объект как «брана». Согласно этой модели видимая Вселенная располагается внутри 3-бране, которая периодически, раз в несколько триллионов лет, сталкивается с другой 3-браной, что вызывает подобие Большого Взрыва. Далее наша 3-брана начинает отдаляться от другой и расширяться. В какой-то момент доля темной энергии получает первенство и скорость расширения 3-браны растет. Колоссальное расширение рассеивает вещество и излучение настолько, что мир становится почти однородным и пустым. В конце концов происходит повторное столкновение 3-бран, в результате чего наша возвращается к начальной фазе своего цикла, вновь зарождая нашу «Вселенную».
- Теория Лориса Баума и Пола Фрэмптона также гласит о цикличности Вселенной. Согласно их теории последняя после Большого Взрыва будет расширяться за счет темной энергии до тех пор, пока не приблизится к моменту «распада» самого пространства-времени – Большой Разрыв. Как известно, в «замкнутой системе энтропия не убывает» (второе начало термодинамики). Из этого утверждения следует, что Вселенная не может вернуться к исходному состоянию, так как во время такого процесса энтропия должна убывать. Однако эта проблема решается рамках данной теории. Согласно теории Баума и Фрэмптона за миг до Большого Разрыва Вселенная распадается на множество «лоскутов», каждый из которых обладает довольно малым значением энтропии. Испытывая ряд фазовых переходов, данные «лоскуты» бывшей Вселенной порождают материю и развиваются аналогично первоначальной Вселенной. Эти новые миры не взаимодействуют друг с другом, так как разлетаются со скоростью больше скорости света. Таким образом, ученые избежали и космологической сингулярности, с которой начинается рождение Вселенной согласно большинству космологических теорий. То есть в момент конца своего цикла Вселенная распадается на множество других невзаимодействующих миров, которые станут новыми вселенными.
- Конформная циклическая космология – циклическая модель Роджера Пенроуза и Ваагна Гурзадяна. Согласно данной модели Вселенная способна перейти в новый цикл, не нарушая второе начало термодинамики. Данная теория опирается на предположение, что черные дыры уничтожают поглощенную информацию, что неким образом «законно» понижает энтропию Вселенной. Тогда каждый такой цикл существования Вселенной начинается с подобия Большого Взрыва и заканчивается сингулярностью.
Другие модели возникновения Вселенной
Среди других гипотез, объясняющих появление видимой Вселенной наиболее популярны две следующие:
- Хаотическая теория инфляции — теория Андрея Линде. Согласно данной теории существует некоторое скалярное поле, которое неоднородно во всем своем объеме. То есть в различных областях вселенной скалярное поле имеет разное значение. Тогда в областях, где поле слабое – ничего не происходит, в то время как области с сильных полем начинают расширяться (инфляция) за счет его энергии, образуя при этом новые вселенные. Такой сценарий подразумевает существование множества миров, возникших неодновременно и имеющих свой набор элементарных частиц, а, следовательно, и законов природы.
- Теория Ли Смолина – предполагает, что Большой Взрыв не является началом существования Вселенной, а – лишь фазовым переходом между двумя ее состояниями. Так как до Большого Взрыва Вселенная существовала в форме космологической сингулярности, близкой по своей природе к сингулярности черной дыры, Смолин предполагает, что Вселенная могла возникнуть из черной дыры.
Итоги
Несмотря на то, что циклические и другие модели отвечают на ряд вопросов, ответы на которые не может дать теория Большого Взрыва, в том числе проблема космологической сингулярности. Все же в комплекте с инфляционной теорией Большой Взрыв более цельно объясняет возникновение Вселенной, а также сходится с множеством наблюдений.
Сегодня исследователи продолжают интенсивно изучать возможные сценарии зарождения Вселенной, однако, дать неопровержимый ответ на вопрос «Как появилась Вселенная?» — вряд ли удастся в ближайшем будущем. На это есть две причины: прямое доказательство космологических теорий практически невозможно, лишь косвенное; даже теоретически нет возможности получить точную информацию о мире до момента Большого Взрыва. По этим двум причинам ученым остается лишь выдвигать гипотезы и строить космологические модели, которые максимально верно будут описывать природу наблюдаемой нами Вселенной.
Племя бошонго в центральной Африке верит, что издревле была только темнота, вода и великий бог Бумба. Однажды Бумбу так болел, что его вырвало. И так появилось Солнце. Оно высушило часть великого Океана, освободив заточенную под его водами землю. Наконец, Бумбу вырвало луной, звездами, а затем на свет появились некоторые животные. Первым стал леопард, за ним - крокодил, черепаха и, наконец, человек. Сегодня же мы поговорим о том, что такое Вселенная в современном представлении.
Расшифровка понятия
Вселенная - грандиозное, непостижимых размеров пространство, заполненное квазарами, пульсарами, черными дырами, галактиками и материей. Все эти компоненты находятся в постоянном взаимодействии и формируют наше мироздание в том виде, каким мы его себе представляем. Нередко звезды во Вселенной находятся не поодиночке, а в составе грандиозных скоплений. В некоторых из них может быть несколько сотен, а то и тысяч такого рода объектов. Астрономы говорят, что небольшие и средние скопления («лягушачья икра») образовались совсем недавно. А вот шаровидные образования - древние и очень древние, «помнящие» еще первичный космос. Вселенная таких образований содержит много.
Общие сведения о строении
Звезды и планеты образуют галактики. Вопреки распространенному мнению, системы галактик чрезвычайно подвижны и практически все время перемещаются в пространстве. Звезды - также величина непостоянная. Они зарождаются и погибают, превращаясь в пульсары и черные дыры. Наше Солнце - звезда «среднего пошиба». Живут такие (по меркам Вселенной) очень мало, не более 10-15 миллиардов лет. Конечно же, во Вселенной существуют миллиарды светил, по своим параметрам напоминающим наше солнце, и столько же систем, походящих на Солнечную. В частности, поблизости от нас располагается Туманность Андромеды.
Вот что такое Вселенная. Но все далеко не так просто, так как существует грандиозное количество тайн и противоречий, ответов на которые пока что нет.
Некоторые проблемы и противоречия теорий
Мифы древних народов о создании всего сущего, как многие другие до и после них, пытаются ответить на вопросы, которые всех нас интересуют. Почему мы здесь, откуда взялись планеты Вселенной? Откуда мы произошли? Конечно, более-менее внятные ответы мы начинаем получать только сейчас, когда наши технологии достигли определенного прогресса. Впрочем, за всю историю человека нередко встречались те представители людского племени, которые сопротивлялись идее того, что Вселенная вообще имела начало.
Аристотель и Кант
Например, Аристотель, самый известный из греческих философов, полагал, что "происхождение Вселенной" - термин неправильный, так как существовала она всегда. Что-то вечное более совершенно, чем что-то создаваемое. Мотивация для веры в вечность Вселенной была проста: Аристотель не желал признавать существование какого-то божества, которое бы могло ее создать. Разумеется, его противники в полемических спорах как раз-таки приводили пример создания Вселенной как свидетельство существования высшего разума. Канту долгое время не давал покоя один вопрос: «Что было перед тем, как возникла Вселенная?» Он чувствовал, что все теории, которые существовали на то время, имели множество логических противоречий. Ученым была разработана так называемая антитеза, которую до сих пор используют некоторые модели Вселенной. Вот ее положения:
- Если Вселенная имела начало, то почему она выжидала вечность перед своим возникновением?
- Если Вселенная вечна, то почему в ней вообще существует время; для чего вообще нужно отмерять вечность?
Конечно, для своего времени он задавал более чем правильные вопросы. Вот только сегодня они несколько устарели, но некоторые ученые, к величайшему сожалению, продолжают руководствоваться именно ими в своих исследованиях. Конец метаниям Канта (точнее, его продолжателей) положила теория Эйнштейна, проливающая свет на строение Вселенной. Чем же она так поразила научное сообщество?
Точка зрения Эйнштейна
В его теории относительности пространство и время больше не были Абсолютными, привязанными к какой-то точке отсчета. Он предположил, что они способны к динамическому развитию, которое определяется энергией во Вселенной. Время по Эйнштейну настолько неопределенно, что нет особой необходимости в его определении. Это походило бы на выяснение направления к югу от Южного полюса. Довольно бессмысленное занятие. Любое так называемое «начало» Вселенной было бы искусственно в том смысле, что можно было бы попытаться рассуждать о более «ранних» временах. Проще говоря, это проблема не столько физическая, сколько глубоко философская. Сегодня ее решением занимаются лучшие умы человечества, которые неустанно думают про образование первичных объектов в космическом пространстве.
Сегодня наиболее распространен позитивистский подход. Проще говоря, мы осмысляем само строение Вселенной так, как можем его представить. Ни у кого не получится спросить, является ли используемая модель истинной, нет ли других вариантов. Ее можно считать удачной, если она достаточно изящна и органически включает в себя все накопленные наблюдения. К сожалению, мы (скорее всего) неправильно интерпретируем некоторые факты, пользуясь искусственно созданными математическими моделями, что в дальнейшем приводит к искажению фактов об окружающем нас мире. Думая о том, что такое Вселенная, мы упускаем из виду миллионы фактов, которые пока еще попросту не открыты.
Современные сведения о возникновении Вселенной
«Средневековье Вселенной» — эра темноты, существовавшей перед появлением первых звезд и галактик.
Именно в те загадочные времена образовались первые тяжелые элементы, из которых созданы мы и весь окружающий нас мир. Теперь исследователи разрабатывают первичные модели Вселенной и методы для исследования тех явлений, которые происходили в то время. Современные астрономы говорят, что Вселенной примерно 13,7 миллиардов лет. Перед возникновением Вселенной космос был столь горячим, что все существовавшие атомы были разделены на положительно заряженные ядра и отрицательно заряженные электроны. Эти ионы блокировали весь свет, не давая ему распространяться. Царила Тьма, конца и края которой не было.
Первый свет
Спустя приблизительно 400 000 лет после Большого взрыва пространство остыло достаточно, чтобы разрозненные частицы смогли объединиться в атомы, образовав планеты Вселенной и... первый свет в космосе, отголоски которого до сих пор известны нам в качестве «светового горизонта». Что было до Большого взрыва, мы до сих пор не знаем. Возможно, тогда существовала какая-то иная Вселенная. Быть может, не было ничего. Великое Ничто… Именно на этом варианте настаивают многие философы и астрофизики.
Текущие модели предполагают, что первые галактики Вселенной начали формироваться спустя приблизительно 100 миллионов лет после Большого взрыва, положив начало нашему мирозданию. Процесс формирования галактик и звезд постепенно продолжался, пока большая часть водорода и гелия не была включена в состав новых солнц.
Тайны, ждущие своего исследователя
Существует много вопросов, ответить на которые могло бы помочь исследование первоначально происходивших процессов. Например, когда и как возникли чудовищно большие черные дыры, замеченные в сердцах фактически всех больших скоплений? Сегодня известно, что Млечный путь имеет черную дыру, вес которой составляет приблизительно 4 миллиона масс нашего Солнца, а некоторые древние галактики Вселенной имеют в своем составе черные дыры, размеры которых вообще сложно представить. Наиболее огромным является образование в системе ULAS J1120+0641. Ее черная дыра имеет вес, в 2 миллиарда раз превышающий массу нашего светила. Эта галактика возникла спустя только 770 миллионов лет после Большого взрыва.
В этом и заключается главная загадка: согласно современным представлениям, столь массивные образования просто бы не успели возникнуть. Так как они сформировались? Каковы «семена» этих черных дыр?
Темная материя
Наконец, темная материя, из которой, по мнению многих исследователей, на 80% состоит космос, Вселенная, до сих пор является «темной лошадкой». Мы до сих пор не знаем, какова природа темной материи. В частности, вызывает много вопросов ее строение и взаимодействие тех элементарных частиц, из которых состоит это таинственное вещество. Сегодня мы предполагаем, что ее составные части друг с другом практически не взаимодействуют, в то время как результаты наблюдений за некоторыми галактиками этому тезису противоречат.
О проблеме происхождения звезд
Другая проблема - вопрос о том, на что походили первые звезды, из которых образована звездная Вселенная. В условиях невероятного тепла и при чудовищном давлении в ядрах этих солнц относительно простые элементы, такие как водород и гелий, преобразовывались, в частности, в углерод, на котором основана наша жизнь. В настоящее время ученые считают, что самые первые звезды были во много раз больше солнца. Возможно, они жили всего пару сотен миллионов лет, а то и меньше (вероятно, именно так и образовались первые черные дыры).
Впрочем, некоторые из «старожилов» вполне могут существовать и в современном космосе. Они наверняка были очень бедны в отношении тяжелых элементов. Быть может, некоторые из этих образований могут до сих пор «скрываться» в ореоле Млечного пути. Эта тайна также до сих пор не открыта. С такими казусами приходится встречаться всякий раз, отвечая на вопрос: «Так что такое Вселенная?» Для исследования первых дней после ее возникновения чрезвычайно важен поиск наиболее ранних звезд и галактик. Естественно, что наиболее древними наверняка являются те объекты, которые располагаются на самом краю светового горизонта. Проблема только в том, что до тех мест могут дотянуться только наиболее мощные и сложные телескопы.
Огромные надежды исследователи возлагают на космический телескоп Джеймса Уэбба. Этот инструмент призван дать ученым ценнейшие сведения о первом поколении галактик, которые сформировались сразу после Большого взрыва. Изображений этих объектов в приемлемом качестве практически нет, так что великие открытия все еще впереди.
Удивительное «светило»
Все галактики распространяют свет. Какие-то образования светят сильно, какие-то отличаются умеренным «освещением». Но существует самая яркая галактика во вселенной, интенсивность свечения которой не похожа ни на что другое. Ее имя - WISE J224607.57-052635.0. Располагается эта «лампочка» на расстоянии целых 12,5 миллиардов световых лет от Солнечной системы, а светит она, как 300 триллионов Солнц разом. Заметим, что подобных образований на сегодняшний день существует около 20, причем не следует забывать о понятии «светового горизонта».
Проще говоря, со своего места мы видим только те объекты, образование которых произошло около 13 миллиардов лет тому назад. Дальние области недоступны взору наших телескопов просто потому, что свет оттуда банально не успел дойти. Так что в тех краях наверняка существует что-то аналогичное. Вот какая самая яркая галактика во Вселенной (точнее, в ее видимой части).
Книга «Вселенная. Руководство по эксплуатации» - идеальный путеводитель по самым важным - и, конечно, самым упоительным - вопросам современной физики: «Возможны ли путешествия во времени?», «Существуют ли параллельные вселенные?», «Если вселенная расширяется, то куда она расширяется?», «Что будет, если, разогнавшись до скорости света, посмотреть на себя в зеркало?», «Зачем нужны коллайдеры частиц и почему они должны работать постоянно? Разве в них не повторяют без конца одни и те же эксперименты?». Юмор, парадоксальность, увлекательность и доступность изложения ставят эту книгу на одну полку с бестселлерами Г. Перельмана, С. Хокинга, Б. Брайсона и Б. Грина! Настоящий подарок для всех, кого интересует современная наука, - от любознательного старшеклассника до его любимого учителя, от студента-филолога до доктора физико-математических наук!
Что за ними, не видно, но мы знаем, как выглядит Вселенная сейчас и как она выглядела в каждый момент времени с ранних стадий до сегодняшнего дня, поэтому можем догадаться, что находится за этой космической шторой. Так и подмывает за нее заглянуть, правда?
Так вот, хотя заглянуть за горизонт мы не в силах, зато видим достаточно много, чтобы удовлетворять собственное и чужое любопытство за государственный счет. Самое прекрасное - чем дольше мы ждем, тем старше становится Вселенная и тем дальше отодвигается горизонт. Иначе говоря, существуют далекие уголки Вселенной, чей свет доходит до нас только сейчас.
А что же находится за горизонтом? Этого никто не знает, но мы вправе делать обоснованные догадки. Помните, что Коперник и его последователи ясно показали нам; «Когда куда-нибудь идешь, то все равно куда-нибудь придешь», поэтому можно предположить, что за горизонтом Вселенная выглядит примерно так же, как и здесь. Конечно, там будут другие галактики, но их окажется примерно столько же, что и вокруг нас, и выглядеть они будут примерно так же, как и наши соседки. Но это не обязательно правда. Мы выдвигаем такое предположение, поскольку у нас нет причин думать иначе.
| <<< Назад
|
Вперед >>>
|
