Размеры Вселенной

Размеры Вселенной Космос

Испокон веков взоры человечества направлены в небо. Гигантские размеры Вселенной, её тайны страшат и притягивают одновременно, словно магнит. Где же, как не в космосе искать ответ на загадку о мироздании? Однако сможет ли человеческий разум постичь необъятное? По сравнению с масштабами Метагалактики человек даже не песчинка в океане. Под определением «астрономической Вселенной» скрывается понятие «всего пространства», даже то, которое сегодня необозримо современными технологиями, но будет доступно в будущем.

Разрушая стереотипы

Бесспорно, простой человек ответит, что размеры Вселенной, как и время, безграничны. Разум не может осознать масштабов пространства всего сущего, не хочет верить, что рано или поздно может наступить конец. Неверные убеждения подпитаны верой о наличии высшей силы, Бога. Итак, человечество за последние два столетия сделало большой шаг вперёд.

Вспомним наших предков, которые считали Землю плоской. Их мир ограничивался только одной планетой, вокруг которой вращалось Солнце. Их представления кажутся смешными. Возможно, и наши потомки будут с нас смеяться, потому что достоверно будут знать размеры Вселенной, её устройство, происхождение и что находится по соседству с ней. Праправнуки смогут путешествовать по космосу, как мы сегодня осуществляем авиаперелёты практически в любую точку земного шара. Вопрос, что за границей Метагалактики, весьма риторический. Если она – это всё пространство, что же может быть за ним. Допустим, что какой-то космонавт добрался до заветного рубежа. Он упрётся в непроходимую стену?

Первым, кто поставил под сомнение, важность земной тверди был Николай Коперник. Учёный ещё в XVI столетии выдвинул теорию, что центр нашей планеты – не центр Вселенной, она, как и остальные вращаются вокруг Солнца. Отсюда и объяснение смене дня и ночи, времён года. Научные труды польского астронома, конечно, были запрещены и признаны церковью ересью. Однако Копернику повезло больше, чем Галилею, который попал в руки святой инквизиции. Но правду не утаишь, гелиоцентризм привёл к первой научной революции, исключению неправильных стереотипов и активному поиску масштабов реального мира.

Представление об ужасающих масштабах мира

Ещё Коперник установил, что расстояние между нашей планетой и Солнцем мало по сравнению с расстоянием между Землёй и неподвижными светилами. Само понятие «неподвижные светила» уже не является актуальным. Но во времена Коперника под ним понимали небесные тела, которые видны с Земли невооружённым взглядом и не меняют своего видимого положения по отношению к другим звёздам за относительно непродолжительный период.

После этого три столетия учёным не удавалось сделать значимых открытий, которые бы могли пролить свет на размеры Вселенной. Во многом это связано с несовершенным техническим оснащением, заблуждением, что Солнце – её центр.

Прогресс наступил в 1837 году, когда российский астроном немецкого происхождения Василий Яковлевич Струве вычислил параллакс α Лиры. Уже это поставило под сомнение гелиоцентрическую систему мира и обеспечило благодатную почву для размышления о гигантских размерах Вселенной. Солнцу была отведена более скромная роль, наравне с другими звёздами.

Иерархия масштабов во Вселенной
Иерархия масштабов во Вселенной

Как представить масштабы Метагалактики

Ни один человек неспособен полностью оценить масштабы окружающего нас пространства. Для того чтобы только приблизиться к ответу на этот вопрос, необходимо понять размеры отдельных частей Вселенной. Для человека даже обогнуть земной шар является сложной, хоть и выполнимой задачей. Масштабы же космоса многократно больше. Если сравнить Землю с Сатурном, то она будет выглядеть как монетка на фоне баскетбольного мяча. Но если поставить её в один ряд с Солнцем, то она будет выглядеть маленьким зёрнышком.

Как видим, даже на фоне Солнечной системы Земля – незначительная её часть. Солнечная система же является ещё более мелким образованием на фоне галактики. На этом этапе размеры становятся настолько велики, что измеряются так называемыми астрономическими единицами. Одна такая единица приравнивается к 150 миллиардам километров. Размеры Солнечной системы составляют 120 астрономических единиц. Диаметр Млечного пути, в которых входит наша система, равен 1 квинтиллиону километров. Чтобы понять масштабы этого числа, стоит упомянуть, что в нём содержится 18 нулей, при этом в галактике имеются миллиарды звёзд, большинство из которых значительно превосходят по размеру наше Солнце.

А ведь наша галактика является не единственной во Вселенной, даже невооружённым взглядом на земном небосклоне можно увидеть звёздные скопления, находящиеся от нас в относительной близости:

Несмотря на то что было сказано об их близости к нашей галактике, реальные расстояния до них составляют миллионы световых лет.

Все галактики объединяются в группы. Так, Млечный путь с соседними галактиками составляет местную группу, диаметр которой равен примерно 1 мегапарсеку. Если передвигаться со скоростью света, то на то, чтобы переместиться из одного конца этой группы в другой, понадобится 3,2 миллиона лет.

Однако даже эта величина не является большой в масштабах Вселенной. Все группы галактик объединяются между собой в суперкластеры. В них могут входить сотни и даже тысячи объединений галактик. Для примера можно взять Суперкластер Девы, в который входит и наш Млечный путь. В него включено более сотни объединений, а протяжённость составляет более 200 миллионов световых лет. И это всего лишь одна из частей гигантского формирования Ланиакея, диаметр которого составляет более 500 миллионов световых лет. Чтобы приблизительно понять размеры Вселенной, нужно принять во внимание, что это всего лишь незначительная часть космоса, которую в настоящий момент может видеть человечество.

Как представляют Вселенную и её размеры современные учёные

В настоящее время общепризнанной является так называемая ΛCDM-модель Вселенной. В этой аббревиатуре первая буква означает наличие космологической константы, которая призвана объяснить расширение Вселенной, происходящее с ускорением. Остальные три буквы означают, что пространство заполнено Тёмной материей. Известно, что постоянная Хаббла составляет примерно 71 (км/с)/Мпк. Это соответствует 13,75 миллиардам лет. Именно такой возраст имеет Вселенная. Зная это, не составит особенной сложности рассчитать размер видимой области.

Расширение Вселенной
Расширение Вселенной

Теория относительности гласит, что невозможно получить информацию об объекте со скоростью, превышающей скорость света. Это означает, что все наблюдаемые объекты – это дела давно минувших дней. И узнать их нынешнее состояние можно будет только спустя несколько сотен, а чаще, тысяч лет. Даже Луну мы видим с запозданием в 1 секунду. Солнце мы наблюдаем с задержкой в 8 минут, звёзды нам показывают, какими они были несколько лет назад, а галактики – что происходило миллионы лет назад. Согласно модели Эйнштейна, Вселенная неограничена по возрасту, а значит и не имеет ограничения по размеру. Чем более совершенными приборами наблюдения вооружиться, тем дальше вглубь космоса можно заглянуть.

Совершенно иная модель Вселенной принята учёными на данный момент. Она утверждает, что окружающее нас пространство имеет возраст, а значит и границы. С момента рождения Вселенной ни одна частица не могла пройти больше 13,75 миллиарда световых лет. Это означает, что невозможно заглянуть дальше этого расстояния, даже если бы имелись соответствующие приборы. С другой стороны, Вселенная постоянно расширяется, увеличиваясь в размерах и увеличивая видимую часть космоса. Данный размер называется горизонтом частиц и представляет собой границу наблюдаемой Вселенной.

Что скрывается за горизонтом

В соответствии с вышеизложенной информацией, можно сделать вывод, что Вселенная имеет размер двух типов: видимый и реальный. В настоящее время видимый размер составляет 13,75 миллиарда световых лет, а реальный достигает 45,7 миллиарда световых лет.

Интересно, что ни один из них не может полностью охарактеризовать истинный размер космоса. Это связано с тем, что необходимо учитывать положение наблюдателя в пространстве и их изменение с течением времени.

Если принять ΛCDM-модель, становится очевидно, что расширение горизонта частиц происходит намного быстрее, чем горизонта Хаббла. Изменится ли это положение вещей со временем, никто не знает. Однако если принять версию, по которой Вселенная будет расширяться с ускорением, то все наблюдаемые сейчас объекты со временем исчезнут из нашего поля зрения.

В настоящее время самым далёким светом, который наблюдают астрономы, является реликтовой излучение. Глядя на него, можно увидеть Вселенную, которая появилась спустя 380 тысяч лет после Большого Взрыва. Именно в это время пространство остыло достаточно, чтобы начать испускать свободные фотоны, улавливаемые современными радиотелескопами. Данные период характерен тем, что тогда ещё не появились ни звезды, ни галактики, а существовало лишь облако из гелия, водорода и незначительного количества прочих элементов. Впоследствии там образуются звёзды, галактики и их скопления.

Понятие космоса и его протяжённость

Представляя себе размеры Вселенной, нельзя не упомянуть о космосе. Данный термин характеризует часть пространства, заполненную пустотой и находящуюся вне пределов атмосфер и оболочек любых небесных тел. На самом деле космос не является абсолютно пустым. Его наполняет межзвёздное вещество, которое состоит из молекул кислорода, водорода, электромагнитного и ионизирующего излучения. Также его наполняет тёмная материя, о сути которой учёные спорят на протяжении нескольких сотен лет. В настоящее время принято считать, что она представляет собой скрытую массу, связывающую воедино всё космическое пространство.

В современной астрономии, если считать точкой отсчёта Землю, принято различать следующие типы космоса:

  • Ближний. Начинается на высоте около 19 км.
  • Околоземный. Начинается на высоте 260 тысяч км. Данная черта является пределом, за которым сила притяжения Земли уступает силе притяжения Солнца.
  • Межпланетная область. На данном удалении от Земли находится естественный спутник нашей планеты, Луна.
  • Межзвёздное пространство. Начинается за пределами гелиосферы.
  • Межгалактическое пространство. Начинается за пределами Млечного пути.

Истинные границы

Вопрос об истинных размерах Вселенной до сих пор терзает подавляющее большинство учёных. Проблема заключается в том, что все уверены в её бесконечности. Но каждый под этим словом понимает своё. Одни из них считают, что наша Вселенная многомерна, и та её часть, где находимся мы, это всего лишь один из её слоёв. Вторые предполагают, что она фрактальна, значит, мы находимся в пространстве, являющегося частицей другого. Не стоит забывать и о других моделях Мультивселенной, в которой присутствуют открытые и закрытые параллельные миры, а также червоточины, которые их соединяют.

Если же отбросить все эти теории и обратиться только к холодному реализму, можно предположить, что Вселенная представляет собой бесконечное однородное вместилище всех галактик и звёзд. При этом в любой её точке, независимо от расположения, все условия будут одинаковыми. Будет точно такой же горизонт частиц, аналогичная сфера Хаббла, точно такое же реликтовое излучение у их границ. Вокруг этой точки будут миллиарды таких же звёзд и галактик. Данное предположение совершенно не противоречит теории расширения размеров Вселенной, потому что увеличивается само её пространство.

После всего вышеописанного можно задуматься о том насколько велик мир, в котором живёт человечество. Несмотря на значение, которое люди придают своему виду, они являются всего лишь микробами, даже на фоне Солнечной системы, не говоря о масштабах галактики и тем более всего космоса. Размеры Вселенной настолько колоссальны, что вряд ли человечество сможет полностью их осознать.

Оцените статью
Добавить комментарий