Астрономия

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:

• Малое Магелланово облако;
• Андромеда;
• Большое Магелланово облако.

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

Основные составляющие элементы Вселенной

Система «планета – спутник» является одним из примеров простейшей структуры в космосе. Так, наша планета Земля и её спутник Луна являются одним из таких примеров. В свою очередь планеты, вращаясь около Солнца, образуют планетную систему.

Солнечная система является примером планетарной системы, однако, примером не типичным. Это связано с тем, что согласно наблюдениям исследователей, основную часть звёздных систем составляют парные звёздные системы. Также может быть ситуация, когда количество светил является чётным, а наше Солнце, как мы можем убедиться, у нас всего лишь одно.

Солнечная система согласно разработанной структуре входит в местное межзвездное облако.

Межзвездным облаком называют скопления газа, пыли и плазмы в нашей и в иных галактиках.

Наша Солнечная система вошла в такое облако по расчетам специалистов примерно 44 — 150 тысяч лет назад.

По оценкам специалистов наша родная Солнечная система останется в пределах Местного межзвездного облака ещё примерно в течении 10 -20 тысяч лет.

Следующим этапом в выделяемой структуре является галактический рукав.

Галактический рукав – так называют часть структуры спиральной галактики.

В таких рукавах согласно исследованиям, имеется некоторое количество пыли, молодых звёзд, и, разумеется, большое количество звездных скоплений.

Солнечная система входит в так называемый рукав Ориона.

Рукавом Ориона называют небольшую часть Млечного Пути, его галактический рукав. Специалисты определяют толщину рукава Ориона примерно в 3500 тысячи световых лет. Длину рукава определяют примерно в 11 тысяч световых лет.

Отметим, что Рукав Ориона также могут называть Местным рукавом или Шпорой Ориона.

Название рукава происходит от расположенных в нем звёзд из созвездия Ориона.

Основным свойством и одновременно одной из проблем является длительность жизни спиральных рукавов. Считается в данный момент, что спиральные ветви являются волнами плотности, которые образовались в результате развития возникших неустойчивостей в диске.

Следующим более сложным и крупным типом структуры являются галактики, в которые входят звёздные скопления и их планетные системы.

Земля и Солнечная система входят в галактику Млечный Путь.

Замечание 1

Галактика Млечный Путь – это система звезд, звёздных скоплений межзвёздного газа, пыли, темной материи и планет, которые связаны гравитацией. Все объекты, входящие в состав галактики, принимают участие в движении относительно общего для всех центра масс.

Рисунок 1. Галактика Млечный Путь. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Галактики, за исключением той, в которой пребываем мы, являются очень далекими объектами.

На небе мы можем разглядеть без приборов всего четыре галактики. Это галактика Андромеды (ее можно увидеть в северном полушарии), Большое и Малое Магелланово облако которые возможно наблюдать в южном полушарии Земли. Последние две галактики являются спутниками нашей галактики Млечный Путь. А также возможно наблюдать галактику, носящую скромное имя Треугольник или М33, что находится в созвездии Треугольника. Эту галактику можно увидеть в северном полушарии в незасвеченном небе.

Замечание 2

Сколько всего галактик неизвестно. Есть предположение, что их около двух триллионов. Отмечается, что галактики распределяются неравномерно, пустые зоны между ними называют войдами.

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.

Характеристика Галактики Млечный путь

Наша Галактика Млечный путь относится к спиральным галактикам с перемычкой. Существует древнегреческая легенда, почему она получила именно такое название. Она рассказывает, что титан Кронос ел новорожденных детей, которых рожала ему Рея. Для матери это было большое горе. После смерти пятого ребенок, мать приняла решение уберечь своего последнего сына – Зевса. Вместо младенца, девушка принесла Кроносу завернутый в одеяльце камень. После того, как титан ощупал сверток, он попросил мать покормить ребенка, так как его вес был слишком мал. Рея брызнула на камень молоко, но оно от него отскочило, и расположилось на небе в виде млечного пути. Когда Зевс вырос, он сверг Кроноса и стал главным среди всех богов.

На сегодняшний день Млечный путь способен поглощать другие галактики. Вокруг галактического пространства расположились многочисленные звездные скопления, которые рано или поздно попадают под его влияние и с помощью гравитационных сил затягиваются в рукава. Специалисты заметили, что сейчас Млечный путь поглощает маленькую галактику, расположившуюся в созвездии Стрельца.

Однако такая особенность у Галактики скоро исчезнет. Сегодня уже наблюдается взаимодействие между Млечным путем и Галактикой Андромеды, которая в 1,5 раза больше него. По мнению великих умов через какое-то время произойдет столкновение двух галактических пространств и Андромеда поглотит Млечный путь.

Характеристика Галактики Млечный путь:

• диаметр примерно 100 тысяч световых лет;
• в составе от 200 до 400 миллиардов звезд;
• звезда Солнце от центра Галактики Млечный путь отдалена на 27 тысяч световых лет;
• скорость вращения Солнечной системы вокруг центра 230 км/с. Чтобы совершить полный оборот вокруг центра требуется 235 млн. лет;
• в совокупности все объекты Млечного пути весят 1,5 триллиона солнечных масс.

Знакомясь с основными характеристиками Галактики, нужно учитывать, что из-за больших размеров, в некоторых расчетах могут быть погрешности.

Размеры и структура

Центральную часть Млечного пути занимает ядро, в составе которого насчитываются миллиарды звезд. Размеры ядра Галактики измерить очень сложно, ученые предполагают, что его протяженность несколько тысяч парсек (1 парсека – 30,86 трлн. км). В центре находится черная дыра. Считается, что через середину Млечного пути проходит перемычка. Ее протяженность оценивают в 27 световых лет. По отношению к нашему Солнцу она находится под углом 44. В составе Галактики преобладают звезды, пыль, газ, созвездия. Более молодые образования отдалены от его центральной части.

Вокруг Млечного пути сосредоточено гало. В нем располагаются звездные скопления и карликовые галактики. Эти образования удерживаются гравитационными силами галактического пространства и вращаются вокруг него. В структуру нашей Галактики входит пять основных рукавов – Лебедь, Центавр, Стрелец, Орион, Персей.

Не менее интересным будет узнать, каковы же размеры нашей Галактики. Проведенные расчеты и исследования говорят, что ее диаметр составляет 100 тыс. световых лет, а ширина 1 тыс. световых лет. Несколько лет назад великие умы Канарского института выдвинули предположение, что размер Галактики Млечный путь может составлять 200 тыс. световых лет. А в 2020 году астрофизики в результате своего нового исследования предположили, что длина диаметра может достигать 1 млн. 900 тыс. световых лет. Однако данные расчеты подтверждены не были и пока остаются только теорией.

Спиральные рукава

Рукав представляет собой элемент галактического пространства, в котором сосредоточена большая часть пыли, газа, молодые звезды и даже звездные скопления. Они являются постоянной зоной галактической системы. Рукава имеются только у спиральных галактик, поэтому их часто называют спиральными. Плюс ко всему их структура закрученная, чем-то похожа на спираль.

Как уже было отмечено, в структуре Галактики Млечный путь насчитывается 5 спиральных рукавов. Все свои названия они получили в честь созвездия, в пределах которого расположены, – Лебедь, Орион, Центавр, Стрелец и Персей. Самый большой интерес вызывает рукав Орион, так как именно в нем находится планета Земля и вся Солнечная система. Именно этот рукав изучен лучше всего, но далеко еще не полностью.

Орион является самым маленьким спиральным рукавом в Галактике. В длину он достигает 11 тыс. световых лет, в толщину – 3,5 тыс. Располагается он примерно между Стрельцом и Персеем.

Охлаждение Вселенной

После взрыва все должно было снизить температуру.

Со снижением плотности и температуры внутри Вселенной начало происходить и снижение энергии в каждой частице. Это переходное состояние длилось до тех пор, пока фундаментальные силы и элементарные частицы не пришли к своей нынешней форме. Так как энергия частиц опустилась до значений, которые можно сегодня достичь в рамках экспериментов, действительное возможное наличие этого временного периода вызывает у ученых куда меньше споров.

Например, ученые считают, что на 10-11 секунде после Большого взрыва энергия частиц значительно уменьшилась. Примерно на 10-6 секунде кварки и глюоны начали образовывать барионы — протоны и нейтроны. Кварки стали преобладать над антикварками, что в свою очередь привело к преобладанию барионов над антибарионами.

Так как температура была уже недостаточно высокой для создания новых протонно-антипротонных пар (или нейтронно-антинейтронных пар), последовало массовое разрушение этих частиц, что привело к остатку только 1/1010 количества изначальных протонов и нейтронов и полному исчезновению их античастиц. Аналогичный процесс произошел спустя около 1 секунды после Большого взрыва. Только «жертвами» на этот раз стали электроны и позитроны. После массового уничтожения оставшиеся протоны, нейтроны и электроны прекратили свое беспорядочное движение, а энергетическая плотность Вселенной была заполнена фотонами и в меньшей степени нейтрино.

В течение первых минут расширения Вселенной начался период нуклеосинтеза (синтез химических элементов). Благодаря падению температуры до 1 миллиарда кельвинов и снижения плотности энергии примерно до значений, эквивалентных плотности воздуха, нейтроны и протоны начали смешиваться и образовывать первый стабильный изотоп водорода (дейтерий), а также атомы гелия. Тем не менее большинство протонов во Вселенной остались в качестве несвязных ядер атомов водорода.

Спустя около 379 000 лет электроны объединились с этими ядрами водорода и образовали атомы (опять же преимущественно водорода), в то время как радиация отделилась от материи и продолжила практически беспрепятственно расширяться через пространство. Эту радиацию принято называть реликтовым излучением, и она является самым древнейшим источником света во Вселенной.

С расширением реликтовое излучение постепенно теряло свою плотность и энергию и в настоящий момент его температура составляет 2,7260 ± 0,0013 К (-270,424 °C), а энергетическая плотность 0,25 эВ (или 4,005×10-14 Дж/м³; 400–500 фотонов/см³). Реликтовое излучение простирается во всех направлениях и на расстояние около 13,8 миллиарда световых лет, однако оценка его фактического распространения говорит примерно о 46 миллиардах световых годах от центра Вселенной.

Новая карта темной материи

Итак, космические веб-карты, созданные ранее, основывались на моделировании эволюции Вселенной за 13,8 миллиарда лет до наших дней. Такие усилия требовали огромного объема вычислений и по сути не давали точных представлений о локальной вселенной, что побудило исследователей разработать новый подход.

Крупномасштабная карта Вселенной во всей красе

ИИ был обучен моделированию галактик, похожих на Млечный Путь, с помощью Illustris-TNG — продолжающейся серии симуляций, в которой представлены галактики, темная материя, газы и другая материя. Как объяснили журналистам авторы научной работы, если ввести конкретную информацию в модель, она сможет заполнить пробелы, опираясь на уже обработанные данные. Ученые дополнительно подтвердили отображение, применив его к реальным локальным данным галактик из каталога Cosmicflows-3, содержащего информацию о расстояниях почти 18 тысяч галактик.

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организацииМуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммыОтчетыпо упоминаниямДокументная базаЦенные бумагиПоложенияФинансовые документыПостановленияРубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датамРегламентыТерминыНаучная терминологияФинансоваяЭкономическаяВремяДаты2015 год2016 годДокументы в финансовой сферев инвестиционной

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.

История открытия

Схема устройства Галактики из статьи Гершеля «On the Construction of the Heavens», 1785

История открытия галактики Млечный Путь и открытия множественности галактик во Вселенной связано с именами выдающихся учёных. К таковым относятся:

• Уильям Гершель (1738 – 1822), британец немецкого происхождения, астроном: открыл планетe Уран, а также инфракрасное излучение, исследовал дальний  космос;
• Иммануил Кант (1724 –1804), немецкий философ, выдвинул научную гипотезу о звёздных туманностях;
• Харлоу Шепли (1885 – 1972), американский учёный, исследовал переменные звёзды Млечного Пути и других галактик, открыл большое число переменных звёзд в шаровых звёздных скоплениях, исследовал строение галактики Млечный Путь;
• Эрнст Эпик (1893 – 1985), эстонский астроном-астрофизик, исследовал спиральные туманности;
• Эдвин Хаббл (1889 – 1953), американский астрофизик, проводил масштабные исследования галактик.

Астрономическая наука развивалась с древнейших времён посредством наблюдений за небосводом. На основании этих наблюдений учёные старались понять, как устроена Вселенная.

В основу понимания устройства Вселенной легла следующая цепь логических рассуждений: Луна вращается вокруг Земли и составляет систему планета – спутник, другие большие планеты Солнечной системы также имеют свои спутники и также формируют системы планета – спутники; далее планета Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца и образуют Солнечную систему; отсюда появляется вопрос: входит ли Солнце вместе с планетами Солнечной системы в систему большего размера?

Уильям Гершель первым из учёных провёл систематическое научное исследование данного вопроса. Он занимался подсчётом звёзд в различных областях неба. На основании своих астрономических наблюдений У. Гершель открыл на небосводе большой круг, который делит небо на две части, равные между собой. Количество звёзд, расположенных на этом круге, оказывается наибольшим.

Немецкий философ Иммануил Кант также внес вклад в концепцию понимания устройства Вселенной. Он выдвинул предположение, что отдельные туманности могут быть галактиками, такими как Млечный путь.

Данная идея Канта получила окончательное доказательство в 20-е годы 20 века

В это время два выдающихся учёных-астрофизика Эрнст Эпик и Эдвин Хаббл смогли измерить расстояние до некоторых туманностей, имеющих форму спирали, и, что самое важное – доказали, что данные космические объекты слишком удалены и поэтому не могут являться частью галактики Млечный Путь

История космологии: древнейший период

Человек задумывался об устройстве окружающего мира с незапамятных времен. Наиболее ранние представления о строении и законах Вселенной можно обнаружить в сказках и легендах разных народов мира.

Считается, что регулярные астрономические наблюдения впервые стали практиковаться в Месопотамии. На этой территории последовательно проживали несколько развитых цивилизаций: шумеры, ассирийцы, персы. О том, как они представляли себе Вселенную, мы можем узнать из множества клинописных табличек, найденных на месте древних городов. Первые записи, касающиеся движения небесных тел, датируются VI тысячелетием до нашей эры.

Небесный диск из Небры. Он датируется XVII веком до н. э. Считается, что этот артефакт использовался для астрономических наблюдений

Из астрономических явлений шумеров больше всего интересовали циклы – смены времен года и фаз луны. От них зависел будущий урожай и здоровье домашних животных, следовательно, и выживание человеческой популяции. Из этого был сделан вывод о влиянии небесных тел на процессы, происходящие на Земле. Стало быть, изучая Вселенную, можно предсказывать свое будущее – так родилась астрология.

Шумеры изобрели шест для определения высоты Солнца, создали солнечный и лунный календарь, описали основные созвездия, открыли некоторые законы небесной механики.

Значительных высот наука о небе достигла в Древнем Китае. Здесь еще в III тысячелетии до н. э. появилась должность придворного астронома, а в XII веке до н. э. были открыты первые обсерватории. О солнечных затмениях, пролетах комет, метеоритных потоках и других интересных космических событиях древности мы в основном знаем из китайских летописей и хроник, которые скрупулёзно велись на протяжении столетий.

В большом почете астрономия была у эллинов. У них изучением этого вопроса занимались многочисленные философские школы, каждая из которых, как правило, имела собственную систему Вселенной. Греки первыми выдвинули предположение о шарообразной форме Земли и о вращении планеты вокруг собственной оси. Астроном Гиппарх ввел в оборот понятия апогея и перигея, эксцентриситета орбиты, разработал модели движения Солнца и Луны, высчитал периоды обращения планет. Большой вклад в развитие астрономии внес Птолемей, которого можно назвать творцом геоцентрической модели Солнечной системы.

Геоцентрическая модель Птолемея. На протяжении столетий люди считали, что Земля — это центр Вселенной

Больших высот в изучении законов Вселенной достигла цивилизация майя. Это подтверждают результаты археологических раскопок. Жрецы умели предсказывать солнечные затмения, они создали совершенный календарь, построили многочисленные обсерватории. Астрономы майя наблюдали ближайшие планеты и смогли точно определить их периоды обращения.

Закон Любви (единства)

Всё есть Любовь. Любовь есть Бог. Мы  есть Любовь. Мы все — одно целое буквально. Нам кажется, что мы отделимы, но это только с физической точки зрения, на самом деле всё Едино и взаимосвязано.

Телами мы отделены, умами мы соприкасаемся, а Душа – одна,и это Душа Бога.

Души не находятся в теле, это тело находится в Душе. Это как воздух, он вроде везде разный, и в то же время он один, так как нигде нет чёткой границы. Так и с Душами, они есть у всех и в тоже время Душа одна Единая.

То место, откуда мы пришли — Мир Абсолюта. Там есть только Любовь, там всё Едино, там нет разделений. Это в нашем физическом мире, все относительно, иллюзорно, поэтому есть разделение. Если бы его не было, мы бы не могли ощущать себя как нечто индивидуальное, по отношению к чему-то. Если бы не было зла, как бы мы узнали, что такое добро, если бы не было тьмы, как бы мы узнали, что такое свет. Если бы не было страха, как бы мы узнали, что такое ЛЮБОВЬ. Такой опыт мы проходим здесь и сейчас, на Земле в 3-м измерении. Но сейчас Земля переходит в 5-е измерение, опыт 3-го измерения заканчивается, мы учимся жить в нейтральных энергиях и эмоциях, развиваться серединным путем.

А пока нужно решить, кем мы выбираем быть Любовью или страхом?  Третьего не дано. Всё проистекает либо из страха, либо из Любви. Всё негативное — из страха, всё лучшее — из Любви!

Чаще себя спрашивайте, как бы на вашем месте поступила бы Любовь, и уже тогда действуйте!!!  Но так же помните, что нужно включить и себя в число тех, кого любите, и поставить на первое место.

Мы сюда пришли для развития и для того, чтобы выполнить свое предназначение, а также для того, чтобы любить и быть счастливыми. Мы есть и будем Любимы и Счастливы!

Александр

Эра черных дыр.

Единственными объектами во Вселенной остались черные дыры. Но они не вечны и испаряются, излучая с поверхности очень малую энергию в виде фотонов и элементарных частиц. Скорость излучения зависит от кривизны поверхности, т.е от размера и массы черной дыры.

Излучение для черной дыры с массой Солнца крайне мало и со временем ускоряется и заканчивается вспышкой гамма-излучения. Такая черная дыра имеет поверхностную температуру порядка 10-7К и сможет просуществовать 1065 лет. Черная дыра с массой крупной галактики имеет поверхностную температуру порядка 10-18 К и для испарения требуется 1098-10100 лет.

Закон притяжения

Куда мысль – туда энергия.

Суть этого закона заключается в том, что мы привлекаем в свою жизнь всё то, на что обращаем внимание в своей жизни. Если мы больше обращаем внимание на светлые стороны жизни, то и конечно большая часть нашей жизни будет радостной, впрочем, как и наоборот

Это  напрямую относится и к мыслям, и к словам — о чём больше всего думаешь и говоришь, то и присутствует в твоей жизни. Получается, что не выгодно думать о неудачах и поражении, а выгодно о победе и успехе

Следует обращать внимание на успех других людей и искренне радоваться за них, и как следствие это  обязательно притянется и в нашу жизнь. Помним, на что направлено наше внимание, то и преобладает в нашей реальности