Az univerzum méretei. A világűr elképzelhetetlen méretei Földünk és a Hold távolsága

Otthon

Vakolat

Mit tudunk az univerzumról, milyen a tér? Az Univerzum egy határtalan, az emberi elme által nehezen felfogható világ, amely valószerűtlennek és megfoghatatlannak tűnik. Valójában térben és időben korlátlan anyag vesz körül bennünket, amely különféle formákat ölthet. Ahhoz, hogy megértsük a világűr valódi léptékét, az Univerzum működését, az univerzum szerkezetét és az evolúciós folyamatokat, át kell lépnünk saját világnézetünk küszöbét, más szemszögből kell szemlélnünk a minket körülvevő világot, belülről.

Egy pillantás az űr hatalmas kiterjedésére a Földről

Az Univerzum oktatása: első lépések

A teleszkópokon keresztül megfigyelt tér csak egy része a csillagvilágegyetemnek, az úgynevezett Megagalaxisnak. A Hubble kozmológiai horizontjának paraméterei kolosszálisak - 15-20 milliárd fényév. Ezek az adatok hozzávetőlegesek, mivel az evolúció folyamatában az Univerzum folyamatosan tágul. Az Univerzum tágulása terjedés útján történik kémiai elemekés a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás. Az Univerzum szerkezete folyamatosan változik. A világűrben galaxishalmazok, objektumok és testek jelennek meg - ezek több milliárd csillag, amelyek a közeli űr elemeit alkotják - csillagrendszerek bolygókkal és műholdakkal.

Hol van a kezdet? Hogyan jött létre az Univerzum? Az Univerzum kora feltehetően 20 milliárd év. Talán a kozmikus anyag forrása forró és sűrű anyag volt, amelynek felhalmozódása egy bizonyos pillanatban felrobbant. A robbanás következtében keletkező legkisebb részecskék minden irányba szétszóródtak, és napjainkban is távolodnak az epicentrumtól. Az ősrobbanás-elmélet, amely ma már uralja a tudományos köröket, írja le a legpontosabban az Univerzum kialakulását. A kozmikus kataklizma következtében előkerült anyag egy heterogén tömeg volt, amely apró instabil részecskékből állt, amelyek ütközve és szétszóródva kölcsönhatásba kezdtek egymással.

Az ősrobbanás az Univerzum keletkezésének elmélete, amely megmagyarázza annak kialakulását. Ezen elmélet szerint kezdetben létezett egy bizonyos mennyiségű anyag, amely bizonyos folyamatok következtében kolosszális erővel robbant fel, szétszórva az anya tömegét a környező térben.

Egy idő után, kozmikus mércével mérve - egy pillanat alatt, földi kronológia szerint - évmilliók múlva megkezdődött a tér materializálódásának szakasza. Miből áll az Univerzum? A szétszórt anyag kisebb-nagyobb csomókká kezdett koncentrálódni, amelyek helyén az Univerzum első elemei, hatalmas gáztömegek – a jövő csillagainak faiskolái – kezdtek felbukkanni. A legtöbb esetben az Univerzumban az anyagi objektumok kialakulásának folyamatát a fizika és a termodinamika törvényei magyarázzák, de számos olyan pont van, amelyet még nem lehet megmagyarázni. Például miért koncentrálódik jobban a táguló anyag a tér egyik részében, míg a világegyetem egy másik részében az anyag nagyon ritka? Ezekre a kérdésekre csak akkor kaphatunk választ, ha világossá válik a kis és nagy űrobjektumok kialakulásának mechanizmusa.

Most az Univerzum kialakulásának folyamatát az Univerzum törvényeinek működése magyarázza. A gravitációs instabilitás és az energia különböző területeken protocsillagok kialakulását váltotta ki, amelyek viszont a centrifugális erők és a gravitáció hatására galaxisokat alkottak. Más szóval, miközben az anyag folytatódott és tágul, a gravitációs erők hatására kompressziós folyamatok indultak meg. A gázfelhők részecskéi egy képzeletbeli központ körül kezdtek koncentrálódni, és végül új tömörödést alkottak. Ennek a gigantikus építkezésnek az építőanyagai a molekuláris hidrogén és a hélium.

Az Univerzum kémiai elemei az elsődleges építőanyag, amelyből később az Univerzum tárgyai keletkeztek

Ekkor kezd működni a termodinamika törvénye, és beindulnak a bomlási és ionizációs folyamatok. A hidrogén- és héliummolekulák atomokra bomlanak, amelyekből gravitációs erők hatására egy protocsillag magja alakul ki. Ezek a folyamatok az Univerzum törvényei, és láncreakció formáját öltötték, az Univerzum minden távoli sarkában előfordulnak, és az univerzumot több milliárd, százmilliárd csillaggal töltik meg.

Az Univerzum evolúciója: kiemelések

Napjainkban tudományos körökben létezik egy hipotézis azon állapotok ciklikusságáról, amelyekből az Univerzum története szőtt. A promóterek robbanása következtében keletkezett gázfelhalmozódások a csillagok faiskoláivá váltak, amelyek viszont számos galaxist alkottak. Egy bizonyos fázis elérése után azonban az Univerzumban az anyag elkezd visszatérni eredeti, koncentrált állapotába, pl. az anyag felrobbanását és az azt követő tágulást a térben összenyomódás követi és visszatérés a szupersűrűségbe, a kiindulási pontba. Ezt követően minden ismétli önmagát, a születést a finálé követi, és így tovább sok milliárd éven át, a végtelenségig.

Az univerzum kezdete és vége az Univerzum ciklikus fejlődésének megfelelően

Kihagyva azonban az Univerzum kialakulásának témáját, ami továbbra is nyitott kérdés, tovább kellene térnünk az univerzum szerkezetére. A 20. század 30-as éveiben világossá vált, hogy a világűr régiókra oszlik - galaxisokra, amelyek hatalmas képződmények, mindegyiknek megvan a maga csillagpopulációja. Ráadásul a galaxisok nem statikus objektumok. Az Univerzum képzeletbeli középpontjától távolodó galaxisok sebessége folyamatosan változik, ezt bizonyítja egyesek konvergenciája, mások távolodása egymástól.

A fenti folyamatok mindegyike a földi élet időtartama szempontjából nagyon lassan tart. A tudomány és ezen hipotézisek szempontjából minden evolúciós folyamat gyorsan megy végbe. Hagyományosan az Univerzum evolúciója négy szakaszra osztható - korszakokra:

hadron korszak;
lepton korszak;
foton korszak;
csillag korszak.

Az Univerzum kozmikus időskálája és evolúciója, amely szerint a kozmikus objektumok megjelenése magyarázható

Az első szakaszban az összes anyagot egyetlen nagy nukleáris cseppben koncentrálták, amely részecskékből és antirészecskékből állt, csoportokba - hadronokba (protonok és neutronok) - egyesült. A részecskék és az antirészecskék aránya körülbelül 1:1,1. Ezután következik a részecskék és antirészecskék megsemmisítésének folyamata. A fennmaradó protonok és neutronok építőanyag, amelyből az Univerzum keletkezik. A hadron korszak időtartama elhanyagolható, mindössze 0,0001 másodperc - a robbanásveszélyes reakció időszaka.

Ezután 100 másodperc elteltével megkezdődik az elemek szintézise. Egymilliárd fokos hőmérsékleten a magfúzió folyamata hidrogén- és héliummolekulákat termel. Ez idő alatt az anyag folyamatosan terjeszkedik a térben.

Ettől a pillanattól kezdve az atommagok és elektronok rekombinációjának egy hosszú, 300-700 ezer éves szakasza kezdődik, hidrogén- és héliumatomokat képezve. Ebben az esetben az anyag hőmérsékletének csökkenése figyelhető meg, és a sugárzás intenzitása csökken. Az univerzum átlátszóvá válik. A gravitációs erők hatására kolosszális mennyiségben keletkező hidrogén és hélium az elsődleges Univerzumot gigantikussá alakítja. építkezésen. Évmilliók után kezdődik a csillagkorszak, amely a protocsillagok és az első protogalaxisok kialakulásának folyamata.

Az evolúciónak ez a szakaszokra való felosztása beleillik a forró Univerzum modelljébe, amely számos folyamatot magyaráz. Az Ősrobbanás valódi okai és az anyag tágulási mechanizmusa továbbra is megmagyarázhatatlan.

Az Univerzum felépítése és szerkezete

Az Univerzum evolúciójának csillagkorszaka a hidrogéngáz képződésével kezdődik. A gravitáció hatására a hidrogén hatalmas halmazokba és csomókba halmozódik fel. Az ilyen halmazok tömege és sűrűsége kolosszális, több százezerszer nagyobb, mint magának a kialakult galaxisnak a tömege. A hidrogén egyenetlen eloszlása, amelyet az univerzum kialakulásának kezdeti szakaszában figyeltek meg, megmagyarázza a létrejövő galaxisok méretbeli különbségeit. Megagalaxisok jöttek létre ott, ahol a hidrogéngáz maximális felhalmozódásának kell lennie. Ahol a hidrogén koncentrációja jelentéktelen volt, kisebb galaxisok jelentek meg, hasonlóan csillagházunkhoz - a Tejúthoz.

A változat, amely szerint az Univerzum egy kezdet-végpont, amely körül a galaxisok a fejlődés különböző szakaszaiban keringenek

Ettől a pillanattól kezdve az Univerzum megkapja első képződményeit világos határokkal és fizikai paraméterekkel. Ezek már nem ködök, csillaggázok és kozmikus por felhalmozódásai (robbanás termékei), csillaganyag protohalmazai. Csillagországokról van szó, amelyek területe az emberi elme szempontjából óriási. Az univerzum tele van érdekes kozmikus jelenségekkel.

A tudományos igazolás és az Univerzum modern modellje szempontjából a galaxisok először a cselekvés eredményeként jöttek létre. gravitációs erők. Az anyag kolosszális univerzális örvénylé alakult át. Centripetális folyamatok biztosították a gázfelhők későbbi halmazokra való feldarabolását, amelyek az első csillagok szülőhelyeivé váltak. A gyors forgási periódusú protogalaxisok idővel spirálgalaxisokká változtak. Ahol a forgás lassú volt, és főleg az anyag összenyomódásának folyamatát figyelték meg, ott szabálytalan galaxisok alakultak ki, leggyakrabban ellipszis alakúak. Ennek fényében grandiózusabb folyamatok zajlottak le az Univerzumban - galaxisok szuperhalmazainak kialakulása, amelyek élei szorosan érintkeznek egymással.

A szuperhalmazok számos galaxiscsoport és galaxishalmaz az Univerzum nagyméretű szerkezetén belül. 1 milliárdon belül St. Évek óta körülbelül 100 szuperhalmaz létezik

Ettől a pillanattól kezdve világossá vált, hogy az Univerzum egy hatalmas térkép, ahol a kontinensek galaxishalmazok, az országok pedig évmilliárdokkal ezelőtt kialakult megagalaxisok és galaxisok. Mindegyik képződmény egy-egy csillaghalmazból, ködökből, valamint csillagközi gáz- és porfelhalmozódásból áll. Ez a teljes populáció azonban az univerzális formációk teljes mennyiségének csak 1%-át teszi ki. A galaxisok tömegének és térfogatának nagy részét a sötét anyag foglalja el, amelynek természetét nem lehet meghatározni.

Az Univerzum sokfélesége: galaxisosztályok

Edwin Hubble amerikai asztrofizikus erőfeszítéseinek köszönhetően ma már megvannak az Univerzum határai és az ott lakó galaxisok egyértelmű osztályozása. Az osztályozás ezen óriás képződmények szerkezeti jellemzői alapján történik. Miért van a galaxisoknak különböző formák? Erre és sok más kérdésre a választ a Hubble-osztályozás adja meg, amely szerint az Univerzum a következő osztályokba tartozó galaxisokból áll:

spirál;
elliptikus;
szabálytalan galaxisok.

Az elsők közé tartoznak a leggyakoribb képződmények, amelyekkel az univerzum tele van. Jellemzők A spirálgalaxisok egy világosan meghatározott spirál jelenléte, amely egy fényes mag körül forog, vagy egy galaktikus rúd felé hajlik. A maggal rendelkező spirálgalaxisokat S, míg a központi rúddal rendelkező objektumokat SB-vel jelöljük. A mi Tejútrendszerünk is ebbe az osztályba tartozik, melynek középpontjában a magot egy világító híd osztja ketté.

Tipikus spirálgalaxis. Középen jól látható egy mag egy híddal, amelynek végeiből spirálkarok erednek.

Hasonló képződmények szétszóródtak az Univerzumban. A legközelebbi spirálgalaxis, az Androméda egy óriás, amely gyorsan közeledik a Tejútrendszerhez. Ennek az osztálynak az általunk ismert legnagyobb képviselője az NGC 6872 óriásgalaxis. Ennek a szörnyeteg galaktikus korongjának átmérője körülbelül 522 ezer fényév. Ez az objektum 212 millió fényévnyire található galaxisunktól.

A galaktikus képződmények következő általános osztálya az elliptikus galaxisok. Megnevezésük a Hubble-besorolás szerint E betű (elliptikus). Ezek a formációk ellipszoid alakúak. Annak ellenére, hogy az Univerzumban meglehetősen sok hasonló objektum található, az elliptikus galaxisok nem különösebben kifejezőek. Főleg sima ellipszisekből állnak, amelyek tele vannak csillaghalmazokkal. A galaktikus spirálokkal ellentétben az ellipszisek nem tartalmaznak csillagközi gázt és kozmikus port, amelyek az ilyen objektumok megjelenítésének fő optikai hatásai.

Ennek az osztálynak a ma ismert tipikus képviselője a Lyra csillagképben található elliptikus gyűrűköd. Ez az objektum 2100 fényévnyi távolságra található a Földtől.

A Centaurus A elliptikus galaxis képe a CFHT teleszkópon keresztül

Az Univerzumot benépesítő galaktikus objektumok utolsó osztálya a szabálytalan vagy szabálytalan galaxisok. A Hubble-besorolás szerinti jelölés a latin I. jelkép. A fő jellemzője egy szabálytalan forma. Más szóval, az ilyen tárgyak nem rendelkeznek egyértelmű szimmetrikus alakzatokkal és jellegzetes mintákkal. Alakjában egy ilyen galaxis az univerzális káosz képére emlékeztet, ahol a csillaghalmazok gáz- és kozmikus porfelhőkkel váltakoznak. Az Univerzum léptékében a szabálytalan galaxisok gyakori jelenségek.

A szabálytalan galaxisokat viszont két altípusra osztják:

Az I. altípusba tartozó irreguláris galaxisok bonyolult szabálytalan szerkezetűek, nagy sűrűségű felülettel rendelkeznek, és a fényességük is megkülönböztethető. A szabálytalan galaxisok e kaotikus alakja gyakran összeomlott spirálok következménye. Egy ilyen galaxis tipikus példája a Nagy és Kis Magellán-felhő;
A II. altípusba tartozó szabálytalan, szabálytalan galaxisok felülete alacsony, kaotikus alakúak és nem túl fényesek. A fényesség csökkenése miatt az ilyen képződményeket nehéz észlelni az Univerzum hatalmasságában.

A Nagy Magellán-felhő a hozzánk legközelebb eső szabálytalan galaxis. Mindkét formáció a Tejútrendszer műholdja, és hamarosan (1-2 milliárd év múlva) elnyelheti őket egy nagyobb objektum.

Szabálytalan galaxis Nagy Magellán-felhő – Tejút-galaxisunk műholdja

Annak ellenére, hogy Edwin Hubble egészen pontosan osztályokba rendezte a galaxisokat, ezt a besorolást nem ideális. Több eredményt érhetnénk el, ha Einstein relativitáselméletét bevonnánk az Univerzum megértésének folyamatába. Az Univerzumot rengeteg különféle forma és szerkezet képviseli, amelyek mindegyikének megvannak a saját jellegzetes tulajdonságai és jellemzői. A közelmúltban a csillagászok új galaktikus képződményeket fedezhettek fel, amelyeket a spirális és elliptikus galaxisok közötti köztes objektumokként írnak le.

A Tejút az Univerzum leghíresebb része

A középpont körül szimmetrikusan elhelyezkedő két spirálkar alkotja a galaxis fő testét. A spirálok viszont karokból állnak, amelyek simán egymásba áramlanak. Napunk a Nyilas és a Cygnus karjainak találkozásánál található, 2,62·10¹⁷km távolságra a Tejút-galaxis központjától. A spirálgalaxisok spiráljai és karjai csillaghalmazok, amelyek sűrűsége növekszik, ahogy közelednek a galaktikus központhoz. A galaktikus spirálok tömegének és térfogatának többi része sötét anyag, és csak egy kis részét teszi ki a csillagközi gáz és a kozmikus por.

A Nap helyzete a Tejútrendszer karjaiban, galaxisunk helye az Univerzumban

A spirálok vastagsága körülbelül 2 ezer fényév. Ez az egész rétegpogácsa állandó mozgásban van, és óriási, 200-300 km/s sebességgel forog. Minél közelebb van a galaxis középpontjához, annál nagyobb a forgási sebesség. A Napnak és Naprendszerünknek 250 millió évbe telik, hogy véghezvigyenek egy forradalmat a Tejútrendszer közepe körül.

Galaxisunk ezermilliárd csillagból áll, kicsik és nagyok, szupernehézek és közepes méretűek. A Tejútrendszer legsűrűbb csillaghalmaza a Nyilas kar. Ebben a régióban figyelhető meg galaxisunk maximális fényessége. Ezzel szemben a galaktikus kör ellentétes része kevésbé fényes, és vizuális megfigyelés során nehéz megkülönböztetni.

A Tejútrendszer központi részét egy mag képviseli, melynek méreteit 1000-2000 parszekra becsülik. A galaxis ezen legfényesebb tartományában koncentrálódik a maximális számú csillag, amelyek különböző osztályokkal, saját fejlődési és evolúciós útvonalakkal rendelkeznek. Ezek többnyire régi szupernehéz sztárok a Main Sequence utolsó szakaszában. A Tejút-galaxis egy öregedő központjának jelenlétét erősíti meg, hogy ebben a régióban nagyszámú neutroncsillag és fekete lyuk található. Valójában bármely spirálgalaxis spirálkorongjának középpontja egy szupermasszív fekete lyuk, amely, akár egy óriási porszívó, magába szívja az égi objektumokat és a valós anyagot.

A Tejútrendszer központi részén található szupermasszív fekete lyuk az összes galaktikus objektum halálának helye

Ami a csillaghalmazokat illeti, a mai tudósoknak kétféle halmazt sikerült osztályozniuk: gömbhalmazt és nyitottat. A Tejútrendszer spiráljai és karjai a csillaghalmazokon kívül, mint minden más spirálgalaxis, szórt anyagból és sötét energiából állnak. Az Ősrobbanás következtében az anyag rendkívül ritka állapotba került, amelyet halvány csillagközi gáz- és porrészecskék képviselnek. Az anyag látható része ködökből áll, amelyek viszont két típusra oszthatók: planetáris és diffúz ködökre. A ködök spektrumának látható része a csillagok fényének törésének köszönhető, amelyek a spirál belsejében minden irányban fényt bocsátanak ki.

Naprendszerünk ebben a kozmikus levesben létezik. Nem, nem mi vagyunk az egyetlenek ezen a hatalmas világon. A Naphoz hasonlóan sok csillagnak is megvan a maga bolygórendszere. Az egész kérdés az, hogyan lehet észlelni a távoli bolygókat, ha a távolságok még a galaxisunkon belül is meghaladják bármely intelligens civilizáció fennállásának időtartamát. Az Univerzumban eltöltött időt más kritériumok alapján mérik. A bolygók a műholdjaikkal a legkisebb objektumok az Univerzumban. Az ilyen objektumok száma felbecsülhetetlen. A látható tartományban lévő csillagok mindegyikének saját csillagrendszere lehet. Csak a hozzánk legközelebbi létező bolygókat láthatjuk. Az, hogy mi történik a környéken, milyen világok léteznek a Tejútrendszer más ágaiban, és milyen bolygók léteznek más galaxisokban, továbbra is rejtély.

A Kepler-16 b egy exobolygó a Kepler-16 kettős csillag közelében, a Cygnus csillagképben

Következtetés

Az Univerzum megjelenésének és fejlődésének csak felületes megértésével az ember csak egy kis lépést tett a világegyetem léptékének megértése és megértése felé. Az a hatalmas méret és hatókör, amellyel a tudósoknak manapság meg kell küzdeniük, azt sugallja, hogy az emberi civilizáció csak egy pillanat ebben az anyag, tér és idő kötegében.

Az Univerzum modellje az anyag térbeli jelenlétének koncepciójával összhangban, figyelembe véve az időt

Az Univerzum tanulmányozása Kopernikusztól napjainkig tart. Eleinte a tudósok a heliocentrikus modellből indultak ki. Valójában kiderült, hogy a térnek nincs valódi középpontja, és minden forgás, mozgás és mozgás az Univerzum törvényei szerint történik. Annak ellenére, hogy a lezajló folyamatokra van tudományos magyarázat, az univerzális objektumok osztályokra, típusokra és típusokra vannak osztva, a térben egyetlen test sem hasonlít a másikhoz. Az égitestek mérete hozzávetőleges, akárcsak a tömegük. A galaxisok, csillagok és bolygók elhelyezkedése tetszőleges. A helyzet az, hogy az Univerzumban nincs koordinátarendszer. Az űrt megfigyelve vetítést készítünk a teljes látható horizontra, a Földünket tekintve nulla referenciapontnak. Valójában csak egy mikroszkopikus részecske vagyunk, elveszve az Univerzum végtelen kiterjedésében.

Az Univerzum egy olyan szubsztancia, amelyben minden tárgy a térrel és az idővel szoros kapcsolatban létezik

A mérettel való kapcsolathoz hasonlóan az Univerzumban eltöltött időt kell a fő összetevőnek tekinteni. Az űrobjektumok eredete és kora lehetővé teszi, hogy képet alkossunk a világ születéséről, és kiemeljük az univerzum fejlődésének állomásait. A rendszer, amellyel foglalkozunk, szorosan összefügg az időkeretekkel. Az űrben végbemenő minden folyamatnak van ciklusa - kezdet, kialakulás, átalakulás és befejezés, amelyet egy anyagi tárgy halála és az anyag másik állapotba való átmenete kísér.

Távolságskálák az Univerzumban. Módszerek a méretek és távolságok becslésére

Az Univerzum végtelensége és hatalmassága a csodálat és a félelem érzését váltja ki.

Így a német fizikus, a légszivattyú feltalálója, aki kimutatta a légnyomás létezését (kísérlet a „magdeburgi félgömbökkel”) és számos ᴇᴦο tulajdonságot tanulmányozott, O. von Guericke kísérleteket végzett annak bizonyítására, hogy az Univerzum üres, mindenütt jelen van és végtelen. Ez ellentmondott a 17. század elejének tudományának. Azt írta, hogy a világ szerkezetének megismerése iránti vágyában először is megdöbbentette az elképzelhetetlen mérték.

Világegyetem. Ő volt az, aki kísérteties vágyat keltett benne, hogy megtudja, mi az, ami az égitestek között terjed? De mindent tartalmaz, és helyet biztosít a létnek és a létezésnek. Valamiféle tüzes égi anyag lehet, szilárd (ahogy az arisztotelésziek állították), folyékony (ahogy Kopernikusz és Tycho Brahe gondolja) vagy valami átlátszó ötödik esszencia? Vagy a tér mentes minden anyagtól, i.e. állandóan tagadott üresség van.

A csillagok világában a távolságokat fényévekben mérik (1 fényév ≈ 9,5 ‣‣‣ 10 12 km), vagy parszekben (1 db = 3,26 fényév = 206 265 AU = = 3, 1 ‣‣ ‣ 10 m). A Föld és a Nap távolsága 1 AU. (csillagászati egység) ≈ 150 millió km, a fény 8,5 perc alatt halad. A Hold körülbelül 1 fény távolságra van. s, vagyis 384 ezer km, vagyis a Föld 60 sugara. Átmérő naprendszer- több fényóra, és a legközelebbi csillag (a Centaurus csillagkép Proxima) körülbelül 4 fényév távolságra található. év.

Az ókorban a különböző népek eltérő elképzelésekkel rendelkeztek a Földről és annak alakjáról. Így a hinduk úgy képzelték el a Földet, mint egy repülőgépet, amely elefántok hátán fekszik; Babilon lakói - hegy formájában, amelynek nyugati lejtőjén Babilónia található; zsidók - síkság formájában stb. De mindenesetre azt hitték, hogy a mennyei kupola egy helyen össze van kötve a föld égboltjával. A földtudomány és a földrajz megjelenése és fejlődése sokat köszönhet az ókori görögöknek, akik a világot kerek tortának képzelték el, középen Görögországgal. Milétosz Hecataeus még az átmérőjét is kiszámította - 8000 km. Távoli őseink számára az űrben való tájékozódás nagy jelentőséggel bírt. Rendelés garantált biztonság.

Mezopotámiában és Egyiptomban az égbolt megfigyelése a papok kiváltsága volt, és az asztrológiához kapcsolták. Az emberek észrevették, hogy a bolygók a csillagok hátterében mozognak (görögül. bolygók- vándorlás). Elkezdtek modelleket készíteni az embert körülvevő világtérről, a Világról. Az ember és következésképpen a Földünk is a Világ középpontjába került. A személynek ez a kiemelt pozíciója megfelelt a megfigyelő elképzeléseinek. Arisztotelész természetfilozófiai igazolást adott egy ilyen rendszernek, mint a kozmoszt nagy számban egymással összefüggő anyagi szférák, amelyek mindegyike saját törvényeinek van alávetve. Nem tudta megmagyarázni az égitestek látszólagos mozgását keletről nyugatra, és arra a kijelentésre szorítkozott, hogy „A természet mindig a lehető legjobbat realizálja lehetőségeiből”. Platón másik tanítványa, Eudoxus megpróbálta megtalálni a bolygók kinematikáját az ideális görbe - kör - mentén történő mozgás hipotézise alapján. Ehhez három (majd hét) gömb sebességét és mozgási irányát kellett kiválasztania, hogy leírja a Nap és a Hold látszólagos mozgását, a bolygók esetében pedig 26 gömb. Arisztotelész már 56 gömböt használt, Apollóniosz matematikus pedig az epiciklusok elméletét javasolta: a bolygó körpályán mozog, amelynek középpontja a Föld körüli kört írja le. Ezt a rendszert a híres csillagász, Hipparkhosz fejlesztette ki, aki összeállította az első 850 csillagot tartalmazó katalógust, azonosította a csillagképeket és felfedezte a Föld tengelyének precesszióját. A csillagászat egyik megalapítójának tartják. Arisztotelésznél nem minden...

Távolságskálák az Univerzumban. Módszerek a méretek és távolságok becslésére - koncepció és típusok. A "Távolságok skálái az Univerzumban. Módszerek a méretek és távolságok becslésére" kategória osztályozása és jellemzői 2015, 2017-2018.

A határtalan Kozmosz végtelensége ámulatba ejti az emberi képzeletet. Az Univerzumnak a Földről látható része mindössze százmilliárd galaxist tartalmaz, amelyek mindegyikében körülbelül százmilliárd csillag található. Az Univerzum felfedezésének hatókörének bővítése a huszonegyedik század legújabb berendezéseinek és technológiáinak köszönhetően vált lehetővé: számos űrhajó, automatikus bolygóközi állomás, infravörös orbitális teleszkóp, infravörös és gamma-sugárzás spektrális összetételének tanulmányozására szolgáló műszerek. kozmikus testek felszínéről, meteorrészecskék rögzítésére szolgáló berendezések, radarszondázó radarok stb.

Az emberi agy alkalmazkodott a szokásos környező makrokozmoszhoz: városokhoz, sztyeppékhez, tavakhoz, hegyekhez, óceánokhoz, kontinensekhez stb. A nanotechnológia fejlődésével az emberiség számára ismerőssé válik a mikrokozmosz: molekulák, atomok, elektronok, baktériumok, vírusok, nanoszálak stb. Ám egy hétköznapi ember számára gyakorlatilag lehetetlen elképzelni a mozgás sebességét az űrben százmillió kilométer per óra felett, vagy egy levegőtlen térben, amelynek mérete meghaladja a trillió kilométert. Az emberi tudat még mentálisan sem képes felfogni a világűr léptékét.

Nehéz elképzelni, hogy milyen térfogatú és tömegű testek lebegnek a végtelen Univerzumban. Például a Jupiter tömege két oktillió (ez kétszer tíz a huszonhetedik hatványhoz képest) kilogramm. A Jupiter tömege háromszázszor nagyobb, mint a Földé. De semmi sem haladja meg csillagunk gigantikus tömegét. A Nap kozmikus rendszerünk legnagyobb teste, súlya ezerszer nagyobb, mint a Jupiter. A galaxisunkban azonban hatalmas csillagok találhatók méretben és tömegben, amelyek sokkal nagyobbak, mint a Nap. A legközelebbi ilyen csillag, az Oroszlán csillagképből származó Regulus távolsága hetvenhét fényév. A Regulus három és félszer nagyobb tömegű, mint a mi csillagunk.

Vannak igazi csillagtitánok az Univerzumban. A közeli, Nagy Magellán-felhő nevű galaxisban található a legnagyobb tömegű csillag, az R136A1, a Tarantula-köd közepén. Ez egy viszonylag fiatal csillag, életkora körülbelül egymillió év. Felszíni hőmérséklete negyvenezer Celsius-foknak felel meg, ami hétszer melegebb, mint a mi Napunk. Ennek a csillagnak a méretei kétszázötvenszer nagyobbak, mint a mi csillagunk méretei. De az egymillió-négyszáz kilométeres átmérőjű Nap százkilencszer nagyobb, mint a Föld, tömege pedig háromszázezerszerese a Földének.

A hatalmas tömegű, nagy testeknek problémái vannak a gravitációval, vagy inkább annak nagy értékeivel. Ez óriási csillagrobbanásokat okoz az Univerzumban. Például egy óriási szupernóva következő robbanása után megmaradt töredék egy, a tudomány által ismert, neutroncsillagnak nevezett kozmikus test. Ez az egykor létező szupernóva hihetetlenül sűrű és szuperóriás méretű volt.

Más kozmikus galaxisokból származó óriás csillagtitánok méretükkel teljesen be tudják fedni az egész naprendszerünket. Íme néhány óriáscsillag neve, amelyet a csillagászok adtak nekik: Vega, Bellatrix, Adhara (Epsilon Canis Majoris), Dubhe, Aldebaran, Betelgeuse és VY Canis Majoris szuperóriások.

A Lyra csillagképből származó, kék, nagyon fényes forró csillag, a Vega huszonöt fényévnyi távolságra található a Földtől. Az óriási fényes Bellatrix csillag az Orion csillagkép jobb vállában található. Tőle a bolygónkig kétszáznegyven fényév. Bellatrixnál nagyobb, a forró kék Adhara csillag a csillagképből Canis Major, amely a csillagos égbolt déli féltekén található, tőlünk négyszázharminc fényévnyire. A narancssárga óriáscsillag, Dubhe megduplázódott több csillag Adhara, és harmincszor nagyobb, mint a mi Napunk. Ez a csillag egy Vörös Óriás. A Nagy Göncöl peremén található, százhúsz fényévnyi távolságra a Földtől. És egy olyan csillagtitán, mint az Aldebaran a Bika csillagképből, negyvenötször nagyobb, mint a mi világítótestünk. A távolság tőle a Földig hatvanöt fényév. Az Aldebaran csillagból érkező fény narancssárga árnyalatú.

Galaxisunk egyik legnagyobb csillaga az Orion csillagképből származó Betelgeuse. Hatszázötven fényévre. Ez az óriáscsillag ezerszer nagyobb a Napnál, i.e. sugara akkora, mint a Jupiter pályája. De valóban galaxisunk legkolosszálisabb csillaga, az első számú csillagtitán a VY. A Canis Major csillagképből származó VY Canis Majoris csillagtitán már kétezerszer nagyobb Napunknál.

A Tejútrendszer galaxisának még a Naprendszeren belül is elképzelhetetlen távolságai vannak. A Naptól a legközelebbi Merkúr bolygóig ötvennégy millió kilométer van. A Naprendszer következő bolygója, a Vénusz a Naptól száznyolcmillió kilométerre található. A Föld bolygónk, a Naprendszer harmadik bolygója százötvenmillió kilométerre található a központi testtől. Bolygónk mellett található a Mars, amely a Naptól már kétszázharminc millió kilométeres távolságra található. Mögötte van a Jupiter, és a Nap távolsága háromszor nagyobb, mint a Marsé. A további összehasonlításhoz nem kell felsorolni naprendszerünk mind a nyolc bolygóját, elég elképzelni a legkülső Neptunust. Távolsága a Naptól négy és fél milliárd kilométer. Egy ilyen kiterjesztett Nap körüli pálya miatt a Neptunuszon egy év százhatvanöt földi évnek felel meg. E távolság ellenére a Naprendszer összes bolygóját a Nap erőteljes gravitációja tartja össze.

Azonban ezek a hatalmas kiterjedésű galaxisok és a csillagtitánok óriási méretei, amelyek ámulatba ejtik az emberi képzeletet, csak homokszemek a végtelenül csendes kozmikus térben.

Nem található kapcsolódó link

> Az Univerzum léptéke

Használd online az univerzum interaktív skálája: az Univerzum valós méretei, űrobjektumok, bolygók, csillagok, halmazok, galaxisok összehasonlítása.

Mindannyian általánosságban gondolunk a dimenziókra, például egy másik valóságra, vagy a minket körülvevő környezetről alkotott felfogásunkra. Ez azonban csak egy része a tényleges méréseknek. És mindenekelőtt a meglévő megértés az Univerzum léptékének mérése– ezt írja le a legjobban a fizika.

A fizikusok azt sugallják, hogy a mérések egyszerűen az Univerzum léptékének érzékelésének különböző oldalai. Például az első négy dimenzió tartalmazza a hosszúságot, a szélességet, a magasságot és az időt. Szerint azonban kvantumfizika, vannak más dimenziók is, amelyek leírják az univerzum és talán az összes univerzum természetét. Sok tudós úgy véli, hogy jelenleg körülbelül 10 dimenzió létezik.

Az univerzum interaktív skálája

Az Univerzum léptékének mérése

Az első dimenzió, mint említettük, a hosszúság. Az egydimenziós objektum jó példája az egyenes vonal. Ennek a vonalnak csak hosszdimenziója van. A második dimenzió a szélesség. Ez a méret a hosszt is tartalmazza, jó példa egy kétdimenziós objektumnak lehetetlenül vékony síkja lesz. A két dimenzióban lévő dolgok csak keresztmetszetben nézhetők meg.

A harmadik dimenzió a magasságot foglalja magában, és ez az a dimenzió, amelyet a legjobban ismerünk. A hosszúsággal és a szélességgel együtt ez az univerzum legtisztábban látható része méretben. A legjobb fizikai forma ennek a dimenziónak a leírására egy kocka. A harmadik dimenzió akkor létezik, amikor a hosszúság, szélesség és magasság metszi egymást.

Most a dolgok egy kicsit bonyolultabbak, mert a fennmaradó 7 dimenzió olyan megfoghatatlan fogalmakhoz kapcsolódik, amelyeket nem tudunk közvetlenül megfigyelni, de tudjuk, hogy léteznek. A negyedik dimenzió az idő. Ez a különbség múlt, jelen és jövő között. Így, legjobb leírás a negyedik dimenzió a kronológia lesz.

Más dimenziók a valószínűségekkel foglalkoznak. Az ötödik és hatodik dimenzió a jövőhöz kapcsolódik. A kvantumfizika szerint bármennyi lehetséges jövő létezik, de csak egy kimenetel van, ennek oka a választás. Az ötödik és hatodik dimenzió ezen valószínűségek mindegyikének bifurkációjához (változás, elágazás) kapcsolódik. Alapvetően, ha irányíthatnád az ötödik és hatodik dimenziót, visszamehetnél az időben, vagy meglátogathatnád különféle lehetőségeket jövőbeli.

A 7-től 10-ig terjedő dimenziók az Univerzumhoz és annak léptékéhez kapcsolódnak. Ezek azon a tényen alapulnak, hogy több univerzum létezik, és mindegyiknek megvan a maga valóság- és dimenziósorozata lehetséges eredményeket. A tizedik és egyben utolsó dimenzió valójában az összes univerzum lehetséges következményei közül az egyik.

Az Univerzum léptéke és szerkezete

Ha a hivatásos csillagászok állandóan és kézzelfoghatóan elképzelnék az égitestek fejlődésének kozmikus távolságainak és időintervallumainak szörnyű nagyságát, akkor nem valószínű, hogy sikeresen fejleszthetnék azt a tudományt, amelynek szentelték életüket. A gyermekkorunk óta ismert tér-idő skálák olyan jelentéktelenek a kozmikusokhoz képest, hogy ha a tudatról van szó, szó szerint eláll a lélegzete. Amikor bármilyen űrbeli problémával foglalkozik, egy csillagász vagy megold néhányat matematikai feladat(ezt leggyakrabban égimechanikai szakemberek és elméleti asztrofizikusok csinálják), vagy műszerek és megfigyelési módszerek fejlesztésével foglalkozik, vagy képzeletében tudatosan vagy öntudatlanul építi fel a vizsgált valami kis modelljét. térrendszer. Ebben az esetben a legfontosabb a vizsgált rendszer relatív méreteinek helyes megértése (például egy adott térrendszer részei méreteinek aránya, ennek a rendszernek és más hasonló vagy eltérő rendszer méreteinek aránya) hozzá stb.) és időintervallumok (például egy adott folyamat áramlási sebességének aránya bármely más előfordulási sebességéhez).

Ennek a könyvnek a szerzője elég sokat foglalkozott például a napkoronával és a Galaxissal. És mindig is szabálytalan alakú gömbtesteknek tűntek, nagyjából egyforma méretűek - valami 10 cm körüliek... Miért 10 cm? Ez a kép tudat alatt keletkezett, pusztán azért, mert a szerző túl gyakran, miközben a nap- vagy galaktikus fizika egyik vagy másik kérdésén gondolkodott, egy közönséges füzetbe (dobozba) rajzolta gondolatai tárgyainak körvonalait. Rajzoltam, próbáltam betartani a jelenségek léptékét. Egy nagyon érdekes kérdésben például érdekes analógiát lehetett vonni a napkorona és a galaxis (vagy inkább az úgynevezett galaktikus korona) között. Természetesen ennek a könyvnek a szerzője nagyon jól tudta, hogy úgy mondjam, intellektuálisan, hogy a galaktikus korona méretei százmilliárdszor nagyobbak, mint a napkorona mérete. De nyugodtan megfeledkezett róla. És ha számos esetben a galaktikus korona nagy méretei valamilyen alapvető jelentőséggel bírtak (ez is megtörtént), akkor ezt formálisan és matematikailag is figyelembe vették. És mégis, vizuálisan mindkét korona egyformán kicsinek tűnt...

Ha a szerző e munka során filozófiai elmélkedésekbe bocsátkozott a Galaxis hatalmas méretéről, a galaktikus koronát alkotó gáz elképzelhetetlen ritkaságáról, kis bolygónk jelentéktelenségéről és saját létezésünkről , és más, nem kevésbé helytálló témákról a nap- és galaktikus korona problémáival kapcsolatos munka automatikusan leállna...

Hadd bocsássa meg az olvasó ezt a lírai kitérőt. Nincs kétségem afelől, hogy más csillagászoknak is hasonló gondolataik voltak, miközben problémáikat dolgozták fel. Úgy tűnik, néha hasznos, ha jobban megismerkedünk a tudományos munka konyhájával...

Ha izgalmas kérdéseket akarunk megvitatni az intelligens élet lehetőségével kapcsolatban az Univerzumban ennek a könyvnek az oldalain, akkor mindenekelőtt helyes képet kell kapnunk annak térbeli-időbeli léptékéről. Egészen a közelmúltig a földgömb hatalmasnak tűnt az emberek számára. Magellán bátor társainak több mint három évbe telt, mire 465 évvel ezelőtt megtették első világkörüli útjukat, hihetetlen nehézségek árán. Valamivel több mint 100 év telt el azóta, hogy Jules Verne tudományos-fantasztikus regényének leleményes hőse a kor legújabb technológiai vívmányait felhasználva 80 nap alatt körbeutazta a világot. És csak 26 év telt el azóta, hogy az egész emberiség számára emlékezetes napokat élt meg, amikor az első szovjet űrhajós, Gagarin 89 perc alatt megkerülte a földgömböt a legendás Vosztok űrszondán. És az emberek gondolatai önkéntelenül az űr hatalmas kiterjedése felé fordultak, amelyben a kis Föld bolygó elveszett...

Földünk a Naprendszer egyik bolygója. Más bolygókhoz képest meglehetősen közel helyezkedik el a Naphoz, bár nem a legközelebb. A Nap és a Plútó, a Naprendszer legtávolabbi bolygója közötti átlagos távolság 40-szer nagyobb, mint a Föld és a Nap közötti átlagos távolság. Jelenleg nem ismert, hogy vannak-e a Naprendszerben olyan bolygók, amelyek a Plútónál is távolabb vannak a Naptól. Csak azt mondhatjuk, hogy ha léteznek ilyen bolygók, akkor viszonylag kicsik. Hagyományosan a Naprendszer mérete 50-100 csillagászati egység*, vagyis körülbelül 10 milliárd km.

Földi léptékünk szerint ez nagyon nagy érték, megközelítőleg 1 millióval nagyobb, mint a Föld átmérője.

A Naprendszer relatív léptékét pontosabban a következőképpen tudjuk elképzelni. Legyen a Nap egy 7 cm átmérőjű biliárdgolyóval. Ekkor a Naphoz legközelebb eső bolygó, a Merkúr, 280 cm távolságra van tőle ezen a skálán, a A Jupiter óriásbolygó körülbelül 40 m távolságra van, a legtávolabbi bolygó pedig sok tekintetben a Plútó még mindig titokzatos - körülbelül 300 méteres távolságban. A földgömb méretei ezen a skálán valamivel több mint 0,5 mm, a Hold átmérője valamivel több, mint 0,1 mm, a Hold pályájának átmérője pedig körülbelül 3 cm olyan nagy távolságra van tőlünk, hogy ehhez képest a Naprendszeren belüli bolygóközi távolságok puszta apróságoknak tűnnek. Az olvasók természetesen tudják, hogy a hosszegységet, például a kilométert soha nem használják csillagközi távolságok mérésére**).

Ez a mértékegység (valamint a centiméter, hüvelyk stb.) az emberiség földi gyakorlati tevékenységének szükségleteiből adódott. Teljesen alkalmatlan egy kilométerhez képest túl nagy kozmikus távolságok becslésére.

A népszerű irodalomban és néha a tudományos irodalomban a fényévet használják mértékegységként a csillagközi és intergalaktikus távolságok becslésére. Ez az a távolság, amelyet a 300 ezer km/s sebességgel mozgó fény egy év alatt megtesz. Könnyen belátható, hogy egy fényév 9,46 × 1012 km, azaz körülbelül 10 000 milliárd km.

A tudományos irodalomban általában a parsec nevű speciális egységet használnak a csillagközi és galaktikus távolságok mérésére;

1 parszek (pc) 3,26 fényévnek felel meg. A parszek az a távolság, ahonnan a Föld keringési sugara 1 másodperces szögben látható. ívek. Ez egy nagyon kicsi szög. Elég, ha azt mondjuk, hogy ebből a szögből egy egykopekás érme 3 km távolságból látható.

Egyik csillag sem - a Naprendszer legközelebbi szomszédai - nincs közelebb hozzánk, mint 1 db. Például az említett Proxima Centauri körülbelül 1,3 pc távolságra található tőlünk. Abban a léptékben, amelyben a Naprendszert ábrázoltuk, ez 2 ezer km-nek felel meg. Mindez jól szemlélteti Naprendszerünk nagy elszigeteltségét a környező csillagrendszerektől.

De a Napot körülvevő csillagok és maga a Nap csak jelentéktelen részét alkotják a Galaxisnak nevezett gigantikus csillag- és ködcsoportnak. Ezt a csillaghalmazt tiszta hold nélküli éjszakákon úgy látjuk, mint a Tejút csíkját, amely átszeli az eget. A galaxis meglehetősen összetett szerkezetű. Az első, legdurvább közelítésben azt feltételezhetjük, hogy a csillagok és a ködök, amelyekből ez áll, egy erősen összenyomott forgásellipszoid alakú térfogatot töltenek meg. A népszerű irodalomban a Galaxis alakját gyakran egy bikonvex lencséhez hasonlítják. A valóságban minden sokkal bonyolultabb, és a rajzolt kép túl durva. Valójában kiderült, hogy a különböző típusú csillagok teljesen eltérő módon koncentrálódnak a Galaxis közepe és egyenlítői síkja felé. Például a gáz-halmazállapotú ködök, valamint a nagyon forró tömegű csillagok erősen koncentrálódnak a Galaxis egyenlítői síkja felé (az égbolton ez a sík egy nagy körnek felel meg, amely a Tejútrendszer központi részein halad át). Ezek azonban nem mutatnak jelentős koncentrációt a galaktikus központ felé. Másrészt a csillagok és csillaghalmazok bizonyos típusai (az ún. gömbhalmazok, 2. ábra) szinte semmilyen koncentrációt nem mutatnak a Galaxis egyenlítői síkja felé, de a középpontja felé hatalmas koncentráció jellemzi őket. A térbeli eloszlás két szélsőséges típusa között (amelyeket a csillagászok laposnak és gömb alakúnak neveznek) az összes köztes eset található. Kiderült azonban, hogy a Galaxis csillagainak nagy része egy óriási korongban található, amelynek átmérője körülbelül 100 ezer fényév, vastagsága pedig körülbelül 1500 fényév. Ez a lemez valamivel több mint 150 milliárd különböző típusú csillagot tartalmaz. A mi Napunk az egyik ilyen csillag, amely a Galaxis perifériáján, az egyenlítői sík közelében található (pontosabban csak körülbelül 30 fényévnyi távolságra - ez az érték meglehetősen kicsi a csillagkorong vastagságához képest).

A Nap és a Galaxis magja (vagy középpontja) távolsága körülbelül 30 ezer fényév. A csillagsűrűség a Galaxisban nagyon egyenetlen. Legmagasabb a galaktikus mag vidékén, ahol a legfrissebb adatok szerint köbparszekonként eléri a 2 ezer csillagot, ami közel 20 ezerszer több, mint a Nap környezetében mért átlagos csillagsűrűség***. Ezenkívül a csillagok általában külön csoportokat vagy klasztereket alkotnak. Jó példa egy ilyen halmazra a Plejádok, amely a téli égbolton is látható (3. ábra).

A Galaxy sokkal nagyobb léptékben tartalmaz szerkezeti részleteket is. Az elmúlt évek kutatásai bebizonyították, hogy a ködök, valamint a forró tömegű csillagok a spirál ágai mentén oszlanak el. A spirális szerkezet különösen jól látható más csillagrendszerekben - galaxisokban (kis betűvel, ellentétben a mi csillagrendszerünkkel - Galaxisokkal). Ezen galaxisok egyike az ábrán látható. 4. Rendkívül nehéznek bizonyult a Galaxis spirális szerkezetének felállítása, amelyben mi magunk is vagyunk.

A csillagok és a ködök a Galaxisban meglehetősen összetett módon mozognak. Először is részt vesznek a Galaxis forgásában az egyenlítői síkra merőleges tengely körül. Ez a forgás nem ugyanaz, mint egy szilárd testé: a Galaxis különböző részein eltérő forgási periódusok vannak. Tehát a Nap és a körülötte lévők hatalmas terület A több száz fényév méretű csillagok körülbelül 200 millió év alatt hajtanak végre egy forradalmat. Mióta a Nap és bolygócsaládja láthatóan körülbelül 5 milliárd éve létezik, fejlődése során (a gázködből való születésétől a jelenlegi állapotáig) körülbelül 25 fordulatot tett a Galaxis forgástengelye körül. Kijelenthetjük, hogy a Nap kora csak 25 galaktikus év, lássuk be, virágzó kor...

A Nap és a szomszédos csillagok mozgási sebessége szinte kör alakú galaktikus pályájukon eléri a 250 km/s****-t. Erre a galaktikus mag körüli szabályos mozgásra a csillagok kaotikus, rendezetlen mozgása épül fel. Az ilyen mozgások sebessége sokkal alacsonyabb - körülbelül 10-50 km/s, és tárgyak különböző típusok különböznek egymástól. A sebesség a forró tömegű csillagok esetében a legalacsonyabb (6-8 km/s a napelemes csillagoknál körülbelül 20 km/s). Minél kisebbek ezek a sebességek, annál laposabb egy adott típusú csillag eloszlása.

A Naprendszer vizuális ábrázolására használt léptékben a Galaxis mérete 60 millió km lesz – ez az érték már nagyon közel áll a Föld és a Nap távolságához. Innentől kezdve világos, hogy ahogy behatolunk az Univerzum egyre távolabbi tartományaiba, ez a skála már nem megfelelő, mivel elveszti az egyértelműségét. Ezért más léptéket veszünk. Mentálisan csökkentsük a Föld pályáját a hidrogénatom legbelső pályájának méretére a klasszikus Bohr-modellben. Emlékezzünk vissza, hogy ennek a pályának a sugara 0,53 × 10-8 cm. Ekkor a legközelebbi csillag körülbelül 0,014 mm távolságra lesz, a Galaxis középpontja körülbelül 10 cm távolságra lesz, és a méretei. csillagrendszerünk körülbelül 35 cm lesz. A Nap átmérője mikroszkopikus méretű lesz: 0,0046 A (10-8 cm-es angström hosszegység).

Korábban már hangsúlyoztuk, hogy a csillagok nagy távolságra helyezkednek el egymástól, és így gyakorlatilag elszigeteltek. Ez különösen azt jelenti, hogy a csillagok szinte soha nem ütköznek egymással, bár mindegyikük mozgását a Galaxis összes csillaga által létrehozott gravitációs mező határozza meg. Ha a Galaxist egy bizonyos gázzal töltött régiónak tekintjük, és a gázmolekulák és az atomok szerepét a csillagok töltik be, akkor ezt a gázt rendkívül ritkaságnak kell tekintenünk. A napelem közelében a csillagok közötti átlagos távolság körülbelül 10 milliószor nagyobb, mint a csillagok átlagos átmérője. Eközben normál körülmények között közönséges levegőben a molekulák közötti átlagos távolság csak több tízszer nagyobb, mint az utóbbiak mérete. Az azonos mértékű relatív ritkulás eléréséhez a levegő sűrűségét legalább 1018-szorosára kellene csökkenteni! Megjegyzendő azonban, hogy a Galaxis központi régiójában, ahol a csillagsűrűség viszonylag magas, időről időre előfordulnak ütközések a csillagok között. Itt megközelítőleg millió évenként egy ütközésre kell számítanunk, míg a Galaxis normál vidékein a legalább 10 milliárd éves csillagrendszerünk fejlődésének teljes története során gyakorlatilag nem volt ütközés csillagok között (lásd a 9. fejezetet). ).

Röviden felvázoltuk annak a csillagrendszernek a léptékét és legáltalánosabb szerkezetét, amelyhez Napunk tartozik. Ugyanakkor egyáltalán nem vették figyelembe azokat a módszereket, amelyek segítségével hosszú évek alatt csillagászok több generációja lépésről lépésre fenséges képet alkotott a Galaxis szerkezetéről. Más könyvek is foglalkoznak ezzel a fontos problémával, amelyekre az érdeklődő olvasókat ajánljuk (például B. A. Vorontsov-Velyaminov esszék az Univerzumról, Yu.N. Efremov Az Univerzum mélyén). Az a feladatunk, hogy csak a legáltalánosabb képet adjunk az Univerzum egyes objektumainak felépítéséről és fejlődéséről. Ez a kép feltétlenül szükséges a könyv megértéséhez.

A csillagászok már több évtizede kitartóan tanulmányoznak más csillagrendszereket, amelyek többé-kevésbé hasonlítanak a miénkhez. Ezt a kutatási területet extragalaktikus csillagászatnak nevezik. Jelenleg szinte a vezető szerepet tölti be a csillagászatban. Az elmúlt három évtizedben az extragalaktikus csillagászat elképesztő előrelépést tett. Apránként kezdtek kirajzolódni a Metagalaxis grandiózus körvonalai, amelyekben kis részecskeként csillagrendszerünk is benne van. Még mindig nem tudunk mindent a Metagalaxisról. Az objektumok óriási távolsága nagyon sajátos nehézségeket okoz, amelyeket a leghatékonyabb megfigyelési eszközök és az elmélyült elméleti kutatások kombinálásával oldanak meg. Még mindig általános szerkezet Metagalaxisok benne utóbbi években többnyire világossá vált.

A metagalaxist csillagrendszerek gyűjteményeként határozhatjuk meg - olyan galaxisok, amelyek az Univerzum általunk megfigyelt részének hatalmas tereiben mozognak. A csillagrendszerünkhöz legközelebb eső galaxisok a híres Magellán-felhők, amelyek jól láthatók a déli félteke égboltján, mint két nagy folt, amelyek felszíne körülbelül megegyezik a Tejútrendszerrel. A Magellán-felhők távolsága mindössze körülbelül 200 ezer fényév, ami nagyjából összemérhető Galaxisunk teljes kiterjedésével. Egy másik közeli galaxis az Androméda csillagképben található köd. Szabad szemmel 5. magnitúdós***** halvány fényfoltként látható.

Valójában ez egy hatalmas csillagvilág, a csillagok számát és össztömegét tekintve háromszor nagyobb, mint a galaxisunk, amely viszont óriási a galaxisok között. Az Androméda-köd, vagy ahogy a csillagászok nevezik, az M 31 (ez azt jelenti, hogy a Messier-ködök jól ismert katalógusában 31-esként szerepel) távolsága körülbelül 1800 ezer fényév, ami körülbelül 20-szorosa. akkora, mint a Galaxis. Az M 31 köd világosan meghatározott spirális szerkezettel rendelkezik, és sok jellemzőjében nagyon hasonlít a mi galaxisunkra. Mellette vannak kis ellipszoid műholdai (5. ábra). ábrán. A 6. ábrán több, hozzánk viszonylag közel lévő galaxis fényképei láthatók. Figyelemre méltó formáik sokfélesége. A spirálrendszerekkel együtt (az ilyen galaxisokat Sа, Sb és Sс szimbólumok jelölik a spirális szerkezet kifejlődésének természetétől függően; a magon áthaladó híd jelenlétében (6a. ábra) a B betű kerül elhelyezésre az S) betű után vannak gömb alakúak és ellipszoidok, amelyekben nincs nyoma a spirális szerkezetnek, valamint szabálytalan galaxisok, amelyekre a Magellán-felhők jó példa.

A nagy teleszkópokban hatalmas számú galaxist figyelnek meg. Ha a látható 12. magnitúdónál körülbelül 250 galaxis van fényesebb, akkor a 16. magnitúdónál már körülbelül 50 ezerrel fényesebbek. Az 5 m-es tükörátmérőjű fényvisszaverő távcsővel a leghalványabb objektumok a 24,5 magnitúdójúak. . Kiderült, hogy a több milliárd ilyen halvány objektum közül a legtöbb galaxis. Sokan közülük olyan távolságra vannak tőlünk, amelyeket a fény évmilliárdokon keresztül tesz meg. Ez azt jelenti, hogy a lemez elfeketedését okozó fényt egy ilyen távoli galaxis bocsátotta ki jóval a Föld geológiai történetének archean korszaka előtt!

A galaxisok között néha elképesztő objektumokkal, például rádiógalaxisokkal találkozhatunk. Ezek olyan csillagrendszerek, amelyek hatalmas mennyiségű energiát bocsátanak ki a rádió hatótávolságában. Egyes rádiógalaxisok esetében a rádiósugárzás fluxusa többszöröse az optikai sugárzás fluxusának, bár az optikai tartományban fényességük nagyon magas - többszöröse galaxisunk teljes fényerejének. Emlékezzünk vissza, hogy ez utóbbi több százmilliárd csillag sugárzásából áll, amelyek közül sok sokkal erősebben sugároz, mint a Nap. Egy ilyen rádiógalaxis klasszikus példája a híres Cygnus A objektum. Az optikai tartományban ez két jelentéktelen, 17. magnitúdójú fényfolt (7. ábra). Valójában fényességük nagyon magas, körülbelül 10-szer nagyobb, mint a mi galaxisunké. Ez a rendszer gyengének tűnik, mert hatalmas távolságra van tőlünk - 600 millió fényévre. A Cygnus A rádiókibocsátásának fluxusa azonban a méteres hullámoknál olyan nagy, hogy még a Nap rádiósugárzásának fluxusát is meghaladja (olyan időszakokban, amikor nincsenek napfoltok a Napon). De a Nap nagyon közel van - a távolság mindössze 8 fényperc; 600 millió év – és 8 perc! De a sugárzási fluxusok, mint ismeretes, fordítottan arányosak a távolságok négyzetével!

A legtöbb galaxis színképe a Naphoz hasonlít; mindkét esetben egyedi sötét abszorpciós vonalak figyelhetők meg meglehetősen világos háttér előtt. Ez nem váratlan, mivel a galaxisok sugárzása az őket alkotó csillagok milliárdjainak sugárzása, amelyek többé-kevésbé hasonlítanak a Naphoz. A galaxisok spektrumának alapos tanulmányozása sok évvel ezelőtt alapvető fontosságú felfedezéshez vezetett. Az a tény, hogy bármely spektrális vonal hullámhosszának eltolódása a laboratóriumi szabványhoz képest meghatározhatja a kibocsátó forrás mozgási sebességét a látóvonal mentén. Más szóval, meg lehet határozni, hogy a forrás milyen sebességgel közeledik vagy távolodik.

Ha a fényforrás közeledik, a spektrumvonalak rövidebb hullámhosszak felé tolódnak el, ha távolodik, akkor hosszabbak felé. Ezt a jelenséget Doppler-effektusnak nevezik. Kiderült, hogy a galaxisok (néhány hozzánk legközelebb eső kivételével) olyan spektrumvonalakkal rendelkeznek, amelyek mindig a spektrum hosszú hullámhosszú részére tolódnak el (vonal vörös eltolódás), és minél nagyobb távolságra van a galaxis tőlünk, nagyobb ez az eltolódás.

Ez azt jelenti, hogy minden galaxis távolodik tőlünk, és a tágulási sebesség a galaxisok távolodásával nő. Óriási értékeket ér el. Például a vöröseltolódásból talált Cygnus A rádiógalaxis távolodási sebessége megközelíti a 17 ezer km/s-ot. Huszonöt évvel ezelőtt a rekord a nagyon halvány (20. magnitúdójú optikai sugarakban) 3S 295 rádiógalaxisé volt. 1960-ban kapták meg a spektrumát. Kiderült, hogy az ionizált oxigénhez tartozó, jól ismert ultraibolya spektrumvonal a spektrum narancssárga tartományába tolódik el! Innen már könnyen megállapítható, hogy ennek a csodálatos csillagrendszernek az eltávolítási sebessége 138 ezer km/s, vagyis majdnem a fénysebesség fele! A 3S 295 rádiógalaxis olyan távolságra van tőlünk, amelyet a fény 5 milliárd év alatt tesz meg. Így a csillagászok azt a fényt vizsgálták, amely a Nap és a bolygók keletkezésekor kibocsátott, sőt talán kicsit korábban is... Azóta még távolabbi objektumokat fedeztek fel (6. fejezet).

A hatalmas számú galaxisból álló rendszer terjeszkedésének okait itt nem fogjuk érinteni. Ez az összetett kérdés a modern kozmológia tárgya. Az Univerzum tágulásának ténye azonban nagy jelentőséggel bír a benne élő élet fejlődésének elemzése szempontjából (7. fejezet).

A galaxisrendszer átfogó tágulására rárakódnak az egyes galaxisok ingadozó sebességei, jellemzően másodpercenként több száz kilométer. Ez az oka annak, hogy a hozzánk legközelebb eső galaxisok nem mutatnak szisztematikus vöröseltolódást. Végül is ezeknél a galaxisoknál a véletlenszerű (úgynevezett sajátos) mozgások sebessége nagyobb, mint a szabályos vöröseltolódási sebesség. Ez utóbbi nő, ahogy a galaxisok körülbelül 50 km/s-kal távolodnak, minden millió parszekre vetítve. Ezért azoknál a galaxisoknál, amelyek távolsága nem haladja meg a több millió parszeket, a véletlenszerű sebességek meghaladják a vöröseltolódás miatti távolodási sebességet. A közeli galaxisok között vannak olyanok is, amelyek közelednek felénk (például az Androméda-köd M 31).

A galaxisok nem egyenletesen oszlanak el a metagalaktikus térben, azaz. állandó sűrűséggel. Kifejezetten hajlamosak külön csoportok vagy klaszterek kialakítására. Konkrétan egy közel 20 galaxisból álló csoport hozzánk közel (beleértve a mi Galaxisunkat is) alkotja az úgynevezett lokális rendszert. A helyi rendszer viszont egy nagy galaxishalmaz része, amelynek középpontja az égbolt azon részén van, amelyre a Szűz csillagkép vetül. Ennek a klaszternek több ezer tagja van, és a legnagyobbak közé tartozik. ábrán. A 8. ábra a Corona Borealis csillagkép híres galaxishalmazának fényképét mutatja, amely több száz galaxist számlál. A halmazok közötti térben a galaxisok sűrűsége tízszer kisebb, mint a halmazokon belül.

Figyelemre méltó a különbség a galaxisokat alkotó csillaghalmazok és a galaxishalmazok között. Az első esetben a halmaztagok közötti távolságok óriásiak a csillagok méretéhez képest, míg a galaxishalmazokban lévő galaxisok közötti átlagos távolságok csak többszörösek a galaxisok méreténél. Másrészt a halmazokban lévő galaxisok száma nem hasonlítható össze a galaxisokban lévő csillagok számával. Ha egy galaxisgyűjteményt egyfajta gáznak tekintünk, ahol a molekulák szerepét az egyes galaxisok töltik be, akkor ezt a közeget rendkívül viszkózusnak kell tekintenünk.

szakaszok

pw-farmers.ru

2024 Mindent tudunk a homlokzatokról. Javítás és tisztítás. Tégla. Vakolat. Festék. Kő. Tervezés és dekoráció