З чого починається космос і де кінчається всесвіт. нескінченний космос

Напевно, найпопулярніше питання в науці, про який думав кожен з нас. Всесвіт. Її розміри, її кордони. Чи є вони? Якщо є, що за ними? Звідки вона і куди.

Коротше, почнемо з глобального. Заодно і подивіться, взагалі, що у мене в голові твориться, чи варто далі це читати, а може мені, в дурку пора, взагалі)))

Для початку визначимося, що таке всесвіт. Перше її визначення, що видається Гуглом- Вся система світобудови, весь світ. Ну, загалом, так я її і буду розглядати.

Перед тим, як писати, я, як і обіцяв погуглити подібного роду теорії. Не знайшов. Може, погано шукав, але подібного не побачив. Так що, своїх вчених конкурентів я не знаю. Якщо вам попадеться, обов'язково напишіть в коментарі.

І так, сьогодні частина вчених зиріт в телескопи і намагається зрозуміти, що діється там, у космосі ... Інша частина зиріт в мікроскопи і намагається зрозуміти з чого все це влаштовано. Люди займаються одним і тим же-вивчають всесвіт. Від її базових матеріалів-атомів, кварків, і інших до того, як вона взагалі виглядає і де закінчується.

Підемо від малого. Сама спірна і популярна сьогодні у вчених «базова» частинка-атом. Саме атоми визначають властивості речовини, яке з них полягає, напевно, тому він (атом) і є такою ключовою для науки об'єкт.

Перші згадки про атомах були зроблені ще філософами Давньої Греції. Сенс в тому, що вчені давньогрецькі мужі рушили теорію про те, що все в світі складається з неподільних частинок-атомів. Ну, тобто, вони припустили, що все суще (не плутати з ссущім) де то всередині складається з «кінцевих», неподільних на дрібніші складові, частинок.

Далі ця теорія розвивалася, обростала міфами, спорами, поки в XX столітті, атом був, все таки відкрито. І все б добре, але відкриття поперли далі. Виявилося, що атом ніфіга не неподільна частка. Він, в свою чергу, складається з протонів, електронів, кварків, глюонів і чорт його знає чого ще. Загалом, посипалася теорія про неподільної, кінцевою частці.

До речі, в перекладі з грецького слово «атом» означає «неподільний». Від так то!

Так ось, якщо абстрагуватися від всієї цієї наукової веремії і подумати. Просто, логічно. Чи може існувати якась кінцева частинка? Ось, вона є і все, дрібніше не буває. Все, межа. Особисто у мене в голові таке укластися не може. Як так?!

Звідси висновок-всесвіт нескінченно мала. У неї немає «нижніх» кордонів. Вона ділитися на складові частини нескінченно. Ці частини, які спостерігаються нами, всього лише якийсь відрізок на цьому шляху.

Ось така красива картиночка-схема атома. Але схема дуже груба. Швидше за все, не дотримано масштаб- електрони, протони, нейтрони по ідеї повинні бути дрібніше. Адже, згідно з останніми науковими даними, 99% атома-порожнеча, в якій і літають ядра-кварки-електрони. І, напевно, атом не виглядає ідеально рівним кулькою ...

Як думаєте, може атом в реальності виглядати так? Я думаю, цілком може. Є навіть стаття, в якій зазначено, що, нарешті то, отримане зображення атома і приплескалися ось ця картинка. На ділі, зображенням атома виявилася якась чорно-біла хрень, ледь помітна. З поміткою, що чорна точка в углу- атом. Коротше, нам, обивателям ніфіга не цікава. А дана картинка була приліплена якимось іздателсьтвом для більшої привабливості статті серед обивателів.

На насправді-це планетарна туманність Eskimo (NGC 2392), фотографія якої, зроблена телескопом Хаббл, була "Астрономічної картинкою дня" (APOD) 7-го грудня 2003 року.

Дуже шкода, але ж як схоже!

Але, якщо врахувати, що ми знаємо про атоми- то, що вони складаються з ядра, протонів, нейтронів, кварків. Але ядро \u200b\u200bстановить 99% маси всього атома, а 99% простору атома- порожнеча, то цілком можна припустити, що виглядає він саме так.

Залишимо мікроскоп, подивимося в телескоп.

Вчені вважають, що приблизно так виглядає видима частина всесвіту в космосі.

А це туманність "Тарантул". Не має значення, яку з туманностей розглядати, але конкретно ця фотографія дає можливість порівняти тумманость з моделлю всесвіту. Структура схожа. Тобто, можна припустити, що видима в космосі всесвіт являє собою таку ж туманність, що й, наприклад, Тарантул, або Ескімо, але вона складається з галактик, а туманності із зірок і планет. Масштаб різний, а суть одна.

Ну, ось, ми допредпологалісь до того, що у нас Всесвіт велика туманність, скупчення галактик. А що далі то? Якщо вона конечна, що там, «за парканом?» якщо нескінченна, то невже це все? Одна суцільна, нескінченна структура, що складається з галактик. Тобто, найвища форма існування речовини і взагалі всього. Крупніше бути не може. Та невже? А це може поміститься у вас в голові? У мене немає.

Якщо атом у в нашій теорії нагадує туманність і космічна всесвіт її нагадує теж, то чи не є атом і космічна всесвіт одним і тим же, тільки в різних масштабах?

Тобто, всесвіт не тільки нескінченно мала, але ще і нескінченно велика. І космічна всесвіт, як і атом, є часткою. Тільки, більш глобального речовини. Атом для якого макросвіту в нашому розумінні, а видима для того світу космічна всесвіт, теж, в свою чергу, частка чого то ще більш глобального і цей процес ділення частинок нескінченний від менших для нас, до великих. А ми просто мешканці якогось проміжку в цій нескінченній будівництві. Для кого то- макрогіганти, а для кого то-мікрообітателі атома.

Розібралися з простором. Тепер спробуємо з часом. Скільки триває цей будівельний процес, коли він почався. Ніколи. Точніше, був завжди. Мозок вибухає вже?

Тут все, теж досить просто. Згадуємо базові закони фізікі- збереження речовини і енергії. Коротко ці закони говорять про те, що нічого з нізвідки не може з'явитися. Не може виникнути речовина з нічого і енергія на рівному місці. Все відбувається в результаті взаємодії вже існуючої речовини і енергії. І ні того ні іншого ні більше не менше стати не може. Може змінюватися форма, зміст, наприклад енергія стає речовиною і навпаки. Але масив енергії і речовини у Всесвіті завжди один. Оскільки, ми прийшли до висновку, що в просторі всесвіт нескінченна, а значить і її енергія і речовина теж нескінченні. Ну, треба ж постачати весь цей масив речовиною і енергією!

А при чому тут час? При тому! Якщо простір всесвіту нескінченно, нескінченні її енергія і речовина, то і час її існування нескінченно. Ну і безначально.

Але час тут не просто так, погуляти вийшло. Це ми звикли міряти його по-своєму, в залежності від звернення нашої планети навколо Сонця годинами-роками. Час, це штука така, хоч його кількість і залежить від кількісних показників всесвіту, але вона сама не залежить ні від чого. Йде собі та йде. Але, я думаю його сприйняття на різних рівнях будівництва різний. У нас таке, ми намагаємося міряти вік видимої космічної всесвіту мільярдами років. І вважати час «життя» атомів набагато меншими проміжками. Відомо, що деякі існують частки секунди, інші століттями. Чи не готові до десантування глибоко в атомну фізику, просто зробимо висновок, що атоми можуть існувати мізерно мала кількість часу, якщо порівнювати його з часом існування космічної всесвіту.

Ось і виходить, що для менших для нас світів- які в атомах, час сприймається швидше. Якщо включити фантазію і припустити, що в атомі існує точна копія нашої космічної всесвіту, а наша космічна всесвіт виглядає атомом в копії такого ж макросвіту і де то там живемо маленькі і величезні ми, то поки я писав цей текст, ці самі ми, що живуть в атомі вже виникли, еволюціонували і загинули. Для них уже пройшли мільярди, сотні мільярдів років, в той час як для великих нас пройшли лише частки секунд.

Ось вам і нескінченність часу. Де то секунди, а де то мільярди років. Але секунди і мільярди років-умовності. Час для всіх рівнів будівництва однаково. Відрізняється його сприйняття. У мікросвіті все відбувається швидко, а в макросвіті повільно. Для нас швидко і повільно. Тим, хто живе там здається нормальним.

Короткий висновок: Всесвіт нескінченно мала і нескінченно велика одночасно. І існує вона нескінченна кількість часу.

Ось так я собі уявляю наш світ. Я не ставлю питань, а що там за зірками, або з чого все в світі зроблено. Це взаємопов'язано і я знаю і те й інше. І впевнений, що правий. Зворотного ще не довели.

З чого починається космос і де кінчається Всесвіт? Як вчені визначають межі важливих параметрів в космічному просторі. Все не так просто і залежить від того, що вважати космосом, скільки нараховувати Всесвітів. Втім - нижче все докладно. І цікаво.

«Офіційна» межа між атмосферою і космосом - лінія Кармана, що проходить на висоті близько 100 км. Її обрали не тільки через круглого числа: приблизно на цій висоті щільність повітря вже настільки мала, що жоден апарат не може летіти, підтримуючись одними лише аеродинамічними силами. Щоб створити достатню підйомну силу, потрібно розвинути першу космічну швидкість. Такому апарату крила вже не потрібні, тому саме на 100-кілометровій висоті проходить межа між аеронавтики і астронавтики.

Але повітряна оболонка планети на висоті 100 км, звичайно, не закінчується. Зовнішня її частина - екзосфера - простягається аж до 10 тис. Км, хоча і складається вже, в основному, з рідкісних атомів водню, здатних легко залишати її.

сонячна система

Напевно, ні для кого не секрет, що пластикові моделі Сонячної системи, до яких ми так звикли зі школи, не показують справжні відстані між зіркою і її планетами. Шкільна модель зроблена так лише для того, щоб все планети помістилися на підставці. Насправді, все значно масштабніше.

Отже, центр нашої системи - Сонце - зірка діаметром майже 1,4 млн. Кілометрів. Найближчі до нього планети - Меркурій, Венера, Земля і Марс - складають внутрішню область Сонячної системи. Всі вони мають малу кількість супутників, складаються з твердих мінералів і (за винятком Меркурія) мають атмосферу. Умовно кордон внутрішньої області Сонячної системи можна провести по Поясу астероїдів, який знаходиться між орбітами Марса і Юпітера, приблизно в 2-3 рази далі від Сонця, ніж Земля.

Це царство гігантських планет і їх численних супутників. І першим з них є, звичайно, величезний Юпітер, розташований від Сонця приблизно уп'ятеро далі, ніж Земля. За ним слідують Сатурн, Уран і Нептун, відстань до якого вже дивно велике - понад 4,5 млрд. Км. Звідси до Сонця вже в 30 раз далі, ніж від Землі.

Якщо стиснути Сонячну систему до розмірів футбольного поля з Сонцем в якості воріт, то Меркурій розташується в 2,5 м від крайньої лінії, Уран - біля протилежних воріт, а Нептун - вже десь на найближчій парковці.

Найвіддаленіша галактика, яку астрономи зуміли спостерігати з Землі - це z8_GND_5296, розташована на відстані приблизно 30 млрд. Світлових років. Але самим далеким об'єктом, який можливо спостерігати в принципі, є реліктове випромінювання, що збереглося практично з часу Великого вибуху.

Обмежена їм сфера спостережуваному Всесвіті включає більше 170 млрд. Галактик. Уявіть: якби раптом вони перетворилися в горошини, ними можна було б заповнити цілий стадіон «з гіркою». Зірок тут - сотні секстильйонів (тисяч мільярдів). Вона охоплює простір, яке тягнеться на 46 млрд. Світлових років у всіх напрямках. Але що лежить за ним - і де Всесвіт закінчується?

Насправді, відповіді на це питання немає досі: розміри всього Всесвіту невідомі - можливо, вона взагалі нескінченна. А може бути, за її межами є інші Всесвіти, але як вони один з одним співвідносяться, що собою представляють - вже занадто туманна історія, про яку ми як-небудь ще розповімо.

Пояс, хмара, сфера

Плутон, як відомо, втратив статус повноцінної планети, перейшовши в сімейство карликів. До них відносяться обертається неподалік від нього Еріда, Хаумеа, інші малі планети і тіла пояса Койпера.

Ця область виключно далека і обширна, вона тягнеться, починаючи з 35-ти відстаней від Землі до Сонця, і до 50-ти. Саме з пояса Койпера у внутрішні області Сонячної системи прилітають періодичними комети. Якщо згадати наше футбольне поле, то пояс Койпера знаходився б в декількох кварталах від нього. Але і тут до кордонів Сонячної системи ще далеко.

Хмара Оорта поки залишається місцем гіпотетичним: вже дуже воно далеко. Однак існує чимало непрямих свідчень того, що десь там, в 50-100 тис. Раз далі від Сонця, ніж ми, знаходиться велике скупчення крижаних об'єктів, звідки до нас прилітають долгопериодические комети. Це відстань таке велике, що становить вже цілий світловий рік - чверть шляху до найближчої зірки, а в нашій аналогії з футбольним полем - в тисячах кілометрах від воріт.

Але гравітаційний вплив Сонця, нехай і слабке, простягається ще далі: зовнішня межа хмари Оорта - сфера Хілла - знаходиться на відстані двох світлових років.

Малюнок, що ілюструє передбачуваний вид хмари Оорта

Геліосфера і геліопаузой

Не варто забувати, що всі ці кордони є досить умовними, як та ж лінія Кармана. За таку умовну межу Сонячної системи вважають не хмару Оорта, а область, в якій тиск сонячного вітру поступається міжзоряному речовині - край її геліосфери. Перші ознаки цього спостерігаються на відстані приблизно в 90 разів більшому від Сонця, ніж орбіта Землі, на так званій кордоні ударної хвилі.

Остаточна зупинка сонячного вітру повинна відбуватися в геліопаузой, вже в 130-ти таких дистанцій. У таку далечінь не добирає ще жодні зонди, крім американських Voyager-1 і Voyager-2, запущених ще в 1970-х роках. Це найбільш віддалені на сьогодні штучно створені об'єкти: в минулому році апарати перетнули кордон ударної хвилі, і вчені з хвилюванням стежать за даними, які зонди час від часу надсилають додому на Землю.

Все це - і Земля з нами, і Сатурн з кільцями, і крижані комети хмари Оорта, і саме Сонце - мчить в дуже розрідженому Місцевому міжзоряному хмарі, від впливу якого нас якраз і захищає сонячний вітер: за межі кордону ударної хвилі частки цих практично не проникають.

На таких відстанях приклад з футбольним полем остаточно втрачає зручність, і нам доведеться обмежитися більш науковими заходами довжини - такими, як світловий рік. Місцеве міжзоряний хмара тягнеться приблизно на 30 світлових років, і через пару десятків тисяч років ми його залишимо, увійшовши в сусіднє (і ширше) G-хмара, де зараз знаходяться сусідні з нами зірки - Альфа Центавра, Альтаїр і інші.

Всі ці хмари з'явилися в результаті декількох стародавніх вибухів наднових, які утворили Місцевий міхур, в якому ми рухаємося вже мінімум останні 5 млрд. Років. Він тягнеться вже на 300 світлових років і входить до складу рукава Оріона - одного з декількох рукавів Чумацького шляху. Хоча він набагато менше інших рукавів нашої спіральної галактики, його розміри на порядки більше Місцевого міхура: більше 11 тис. Світлових років в довжину і 3,5 тис. В товщину.

3D уявлення Місцевого міхура (Білий) з прилеглим Місцевим міжзоряним хмарою (рожевий) і частиною Пузиря I (зелений).

Чумацький шлях в своїй групі

Відстань від Сонця до центру нашої галактики становить 26 тис. Світлових років, а діаметр всього Чумацького шляху досягає 100 тис. Світлових років. Ми з Сонцем залишаємося на його периферії, разом з сусідніми зірками обертаючись навколо центру і описуючи повне коло приблизно за 200 - 240 млн. Років. Дивно, але коли на Землі панували динозаври, ми були на протилежному боці галактики!

До диску галактики підходять два потужних рукава - Магелланова потік, що включає газ, перетягнутий Чумацьким шляхом від двох сусідніх карликових галактик (Великого і Малого Магелланових хмар), і потік Стрільця, куди входять зірки, «відірвані» від іншої карликової сусідки. З нашою галактикою пов'язані і кілька невеликих кульових скупчень, а сама вона входить в гравітаційно пов'язану Місцеву групу галактик, де їх налічується близько півсотні.

Найближча до нас галактика - Туманність Андромеди. Вона в кілька разів більше Чумацького шляху і містить близько трильйона зірок, перебуваючи від нас на 2,5 млн. Світлових років. Кордон же Місцевої групи знаходиться і зовсім на запаморочливій видаленні: діаметр її оцінюється в мегапарсек - щоб подолати цю відстань, світла знадобиться близько 3,2 млн. Років.

Але і Місцева група блідне на тлі великомасштабної структури розмірами близько 200 млн. Світлових років. Це - Місцеве надскупчення галактик, куди входить близько сотні таких груп і скупчень галактик, а також десятки тисяч окремих галактик, витягнутих в довгі ланцюжки - філаменти. Далі тільки - кордони спостережуваному Всесвіті.

Всесвіт і далі?

Ми бачимо зоряне небо постійно. Космос здається загадковим і неосяжним, а ми є лише крихітною частиною цього величезного світу, загадкового і безмовного.

Все життя людство задається різними питаннями. Що знаходиться там, за межами нашої галактики? Чи є щось за кордоном космосу? Та й чи існує у космосу межа? Навіть вчені довгий час розмірковують над цими питаннями. Нескінченний чи космос? У цій статті наведено інформацію, якої на сьогоднішній день мають вчені.

межі нескінченного

Вважається, що наша Сонячна система утворилася в результаті Великого вибуху. Він стався через сильний стиснення матерії і розірвав її, розкидавши гази в різні боки. Цей вибух дав життя галактик і сонячних систем. Раннє вважалося, що вік Чумацького Шляху становить 4,5 мільярда років. Однак в 2013 році телескоп «Планк» дозволив вченим перелічити вік Сонячної системи. Тепер він оцінюється в 13,82 мільярдів років.

Найсучасніша техніка не може охопити весь космос. Хоча новітні апарати здатні зловити світло зірок, віддалених від нашої планети на 15 мільярдів світлових років! Це можуть бути навіть ті зірки, які вже померли, але їх світло все ще подорожує по космосу.

Наша Сонячна система - лише маленька частина величезної галактики, яка називається Чумацький Шлях. Сама ж Всесвіт вміщає тисячі подібних галактик. І нескінченний чи космос - невідомо ...

Те, що Всесвіт постійно розширюється, утворюючи все нові і нові космічні тіла, є науковим фактом. Ймовірно, її зовнішній вигляд постійно змінюється, тому мільйони років тому, як упевнені деякі вчені, вона виглядала зовсім інакше, ніж сьогодні. І якщо Всесвіт зростає, то вона безумовно має кордони? Скільки Всесвітів існує за нею? На жаль, цього ніхто не знає.

розширення космосу

Сьогодні вчені стверджують, що космос розширюється дуже швидко. Швидше, ніж вони вважали раніше. Через розширення Всесвіту екзопланети і галактики віддаляються від нас з різною швидкістю. Але при цьому швидкість її зростання однакова і рівномірна. Просто ці тіла перебувають від нас на різній відстані. Так, найближча до Сонця зірка, "тікає" від нашої Землі зі швидкістю 9 см / с.

Тепер вчені шукають відповідь ще на одне питання. Що змушує Всесвіт розширюватися?

Темна матерія і темна енергія

Темна матерія - це гіпотетичне речовина. Вона не виробляє енергію і світло, але займає 80% простору. Про наявність цього невловимого речовини в космосі вчені здогадувалися ще в 50 роках минулого століття. Хоча прямих доказів її існування не було, прихильників цієї теорії з кожним днем \u200b\u200bставало все більше. Можливо, в її складі присутні невідомі нам речовини.

Як з'явилася теорія про темну матерію? Справа в тому, що галактичні скупчення давно б зруйнувалися, якби їх масу становили тільки видимі нам матеріали. У підсумку виходить, що більша частина нашого світу представлена \u200b\u200bневловимим, невідомих поки нам речовиною.

У 1990 році була виявлена \u200b\u200bтак звана темна енергія. Адже раніше фізики думали, що сила тяжіння працює на уповільнення, одного разу розширення Всесвіту припиниться. Але обидві команди, які взялися за вивчення цієї теорії, несподівано виявили прискорення розширення. Уявіть собі, що ви підкидаєте в повітря яблуко і чекаєте, коли вона впаде, але замість цього воно починає віддалятися від вас. Це говорить про те, що на розширення впливає якась сила, яка була названа темною енергією.

Сьогодні вчені втомилися сперечатися про те, нескінченний космос чи ні. Вони намагаються зрозуміти, як виглядав Всесвіт до Великого вибуху. Однак це питання не має сенсу. Адже час і простір самі по собі так само нескінченні. Отже, розглянемо кілька теорій вчених про космос і його межах.

Нескінченність - це ...

Таке поняття, як "нескінченність", є одним з найбільш дивовижних і відносних понять. З давніх-давен воно цікавить вчених. У реальному світі, в якому ми живемо, все має кінець, в тому числі і життя. Тому нескінченність манить своєю таємничістю і навіть якоїсь містичність. Нескінченність важко уявити. Але вона існує. Адже саме з її допомогою вирішується безліч завдань, і не тільки математичних.

Нескінченність і нуль

Багато вчених упевнені в теорії нескінченності. Однак ізраїльський математик Дорон Зельбергер не поділяє їхню думку. Він стверджує, що існує величезна кількість і, якщо додати до нього одиницю, кінцевий результат виявиться нульовим. Однак дане число лежить так далеко за межами людського розуміння, що його наявність ніколи не буде доведено. Саме на цьому факті базується математична філософія під назвою "Ультрабесконечность".

нескінченний космос

Чи є ймовірність того, що при складанні двох однакових чисел вийде те ж число? На перший погляд це здається абсолютно неможливим, але якщо мова йде про Всесвіт ... Згідно з розрахунками вчених, при віднімання від нескінченності одиниці виходить нескінченність. При складанні двох нескінченностей знову виходить нескінченність. А ось якщо відняти нескінченність з нескінченності, найімовірніше, вийде одиниця.

Стародавні вчені також задавалися питанням про те, чи існує межа у космосу. Їхня логіка була простою і одночасно геніальною. Їх теорія виражається в наступному. Уявіть собі, що ви досягли краю Всесвіту. Протягнули руку за її кордон. Однак рамки світу розсунулися. І так нескінченно. Уявити це дуже важко. Але ще важче уявити, що ж існує за її кордоном, якщо вона дійсно є.

тисячі світів

Ця теорія говорить, що космос нескінченний. Ймовірно, в ньому є мільйони, мільярди інших галактик, які вміщують в себе мільярди інших зірок. Адже, якщо мислити широко, все в нашому житті починається знову і знову - фільми йдуть один за іншим, життя, закінчуючись в одній людині, починається в іншому.

У світовій науці на сьогоднішній день вважається загальноприйнятою концепція про багатокомпонентної Всесвіту. Але скільки Всесвітів існує? Ніхто з нас цього не знає. В інших галактиках можуть перебувати зовсім інші небесні тіла. У цих світах панують зовсім інші закони фізики. Але як довести їх наявність експериментальним способом?

Зробити це можна лише виявивши взаємодію між нашою Всесвіту і іншими. Ця взаємодія відбувається через якісь кротові нори. Але як знайти їх? Одне з останніх припущень вчених свідчить, що така нора є прямо в центрі нашої Сонячної системи.

Вчені припускають, що в тому випадку, якщо космос нескінченний, десь на його просторах знаходиться двійник нашої планети, а, можливо, і всієї Сонячної системи.

Інший вимір

Ще одна теорія говорить, що розміри космосу мають межі. Вся справа в тому, що найближчу ми бачимо такою, якою вона була мільйон років тому. Ще далі - значить ще раніше. Розширюється НЕ космос, розширюється простір. Якщо ми зможемо перевищити швидкість світла, зайдемо за кордон космосу, то потрапимо в минуле стан Всесвіту.

А що ж знаходиться за цією горезвісною кордоном? Можливо, інший вимір, без простору і часу, яке тільки може уявити нашу свідомість.