Астрономия

Похожее

• Эксперимент BICEP2 подтверждает важнейшее предсказание теории космической инфляции

  Специализированный телескоп BICEP2, работающий на Южном полюсе и измеряющий поляризацию космического микроволнового излучения, обнаружил реликтовые B-моды поляризации. Их наличие указывает на то, что по ранней Вселенной гуляли сильные гравитационные волны. Они, в свою очередь, могли возникнуть только на стадии инфляции — сверхбыстрого раздувания Вселенной, когда ей было примерно 10^–32 секунды от роду.

• Парадоксы Большого взрыва

  Даже астрономы не всегда правильно понимают расширение Вселенной. Раздувающийся воздушный шар – старая, но хорошая аналогия расширения Вселенной. Галактики, расположенные на поверхности шара, неподвижны, но поскольку Вселенная расширяется, расстояние между ними возрастает, а размеры самих галактик не увеличиваются.

• О начале Вселенной для начинающих
  Как зародилась вселенная и как она расширяется? Том Уитни, физик ЦЕРН, покажет, как космологи и физики, занимающиеся элементарными частицами, ищут ответы на эти вопросы, пытаясь воспроизвести температуру, энергию и события первых секунд после Большого взрыва.

• Что было до большого взрыва? / What Happened Before the Big Bang?
  BBC

  Откуда появилась наша Вселенная? Как это все началось? На протяжении почти ста лет, мы думали, что Большой взрыв был около 14 миллиардов лет назад. Но теперь некоторые ученые считают, что было на самом деле не «начало», наша Вселенная, возможно, была уничтожена «до». Этот фильм унесёт Вас в неизвестность, чтобы изучить головокружительный мир космоса и многочисленных вселенных, и Вы узнаете, что было до Большого взрыва.

• Теория инфляционной Вселенной, или теория Мультивселенной (Мультиверса)
  Линде А. Д.

  Андрей Дмитриевич Линде рассказывает о теории инфляционной Вселенной или теории Мультивселенной (Мультиверса). Термин «Multi-verse», заменяющий слово «Universe», означает, что вместо одной Вселенной — много вселенных сразу в одной.

• Наша Вселенная — лишь один из этапов в череде вселенных
  Наша Вселенная — лишь один из этапов в череде вселенных, регулярно порождаемых Большими взрывами. Этот результат работы ученых, о котором стало известно на днях, хотя и нуждается в серьезной проверке, демонстрирует, что в науке не закончилась эпоха фундаментальных открытий.

• Что было до Большого взрыва?
  Мозговой штурм
  Сегодня мы решили говорить о самой начальной точке, с которой ученые-космологи начинают историю нашей Вселенной. Многие думают, что такой начальной точкой может считаться Большой взрыв — начало расширения вселенной, которое продолжается до настоящего времени. Однако, простая логика подсказывает, что Большой взрыв тоже должен из-за чего-то произойти. А это значит, что какие-то процессы в нашей Вселенной шли и до него. Получается, что историю Вселенной можно начинать вести с какой-то еще более ранней точки. Мы пригласили в студию ученых, которые размышляют над началом всех начал.

• Мир многих миров. Физики в поисках иных вселенных
  Александр Виленкин

  Физик, профессор Университета Тафтса (США) Алекс Виленкин знакомит читателя с последними научными достижениями в сфере космологии и излагает собственную теорию, доказывающую возможность — и, более того, вероятность — существования бесчисленных параллельных вселенных. Выводы из его гипотезы ошеломляют: за границами нашего мира раскинулось множество других миров, похожих на наш или принципиально иных, населенных невообразимыми созданиями или существами, неотличимыми от людей.

• Параллельные вселенные
  Макс Тегмарк
  Статья этой статье Макса Тегмарка выдвигается гипотеза о строении предполагаемой сверхвселенной, теоретически включающей в себя четыре уровня. Однако уже в ближайшее десятилетие у ученых может появиться реальная возможность получить новые данные о свойствах космического простраства и, соответственно, подтвердить или опровергнуть данную гипотезу.

• Одна Вселенная или множество?
  Александр Виленкин

  Как выглядит Вселенная на очень больших расстояниях, в областях, недоступных наблюдению? И есть ли предел тому, как далеко мы можем заглянуть? Наш космический горизонт определяется расстоянием до самых далеких объектов, свет которых успел прийти к нам за 14 миллиардов лет с момента Большого взрыва. Из-за ускоренного расширения Вселенной эти объекты сейчас удалены уже на 40 миллиардов световых лет. От более далеких объектов свет к нам еще не дошел. Так что же находится там, за горизонтом?

Далее >>>

Конец «макрофизики»

Вселенная не будет такой, как прежде

К этому моменту Вселенная достигнет практически максимального состояния энтропии, то есть станет однородным полем энергии и нескольких субатомных частиц. Это будет после эпохи черных дыр, много позже после 10100 года. Пространство расширится так сильно, а темная энергия станет настолько мощной, что даже черные дыры перестанут существовать и Вселенная лишится массивных объектов.

Трудно представить себе такую Вселенную. Вы только вдумайтесь: звезды перестанут формироваться, поскольку субатомные частицы, из которых состоит материя, будут разделены такими расстояниями, что никак не смогут встретиться, путешествуя со скоростью света. Даже атомы позитрония не смогут появиться.

Физике настанет конец. Единственной физической моделью, которая продолжит работать, будет квантовая механика. Квантовые эффекты будут происходить даже на огромных межзвездных расстояниях, в гигантских временных рамках. В конце концов, температура Вселенной упадет до абсолютного нуля: не останется энергии, которую можно было бы превратить в работу. В некоторых моделях расширение пространства будет расти, разрывая пространство-время на части. Вселенная прекратит свое существование.

Массовые скопления звёзд

Для того чтобы определить, сколько лет Вселенной, учёные исследуют участки космоса с большим скоплением звёзд. Находясь примерно в одной области, тела имеют сходный возраст. Одновременное зарождение звёзд даёт возможность учёным определить возраст скопления.

Используя теорию «эволюции звёзд», строят графики и проводят многолинейные вычисления. Учитываются данные объектов с одинаковым возрастом, но разной массой.

На основании полученных результатов удается определить возраст скопления. Предварительно вычислив расстояние до группы звёздного скопления, учёные определяют возраст Вселенной.

Получилось ли точно определить, сколько лет Вселенной? По расчётам учёных результат оказался неоднозначным — от 6 до 25 миллиардов лет. К сожалению, данный метод имеет большое количество сложностей. Поэтому существует серьезная погрешность.

Телескоп Hubble — не самый мощный

Благодаря колоссальному объему снимков и впечатляющим открытиям, совершенным телескопом Hubble, у многих существует представление, что этот телескоп обладает самым высоким разрешением и способен увидеть такие детали, которые не увидеть с Земли. Какое-то время так и было: несмотря на то, что на Земле можно собрать большие зеркала на телескопах, существенное искажение в изображения вносит атмосфера. Поэтому даже “скромное” по земным меркам зеркало диаметром 2,4 метра в космосе, позволяет добиться впечатляющих результатов.

Однако, за годы, прошедшие с момента запуска Hubble и земная астрономия не стояла на месте, было отработано несколько технологий, позволяющих, если не полностью избавиться от искажающего действия воздуха, то существенно снизить его воздействие. Сегодня самое впечатляющее разрешение способен дать Very Large Telescope Европейской Южной обсерватории в Чили. В режиме оптического интерферометра, когда вместе работают четыре основных и четыре вспомогательных телескопа, возможно достичь разрешающей способности превышающей возможности Hubble примерно в пятьдесят раз.

К примеру, если Hubble дает разрешение на Луне около 100 метров на пиксель (привет всем, кто думает, что так можно рассмотреть посадочные аппараты Apollo), то VLT может различить детали до 2 метров. Т.е. в его разрешении американские спускаемые аппараты или наши луноходы выглядели бы как 1-2 пикселя (но смотреть не будут из-за чрезвычайно высокой стоимости рабочего времени).

Пара телескопов обсерватории Keck, в режиме интерферометра, способны превысить разрешение Hubble в десять раз. Даже по отдельности, каждый из десятиметровых телескопов Keck, используя технологию адаптивной оптики, способны превзойти Hubble примено в два раза. Для примера фото Урана:

Хаббловское время

Но вопросом о возрасте мироздания занимался не только телескоп, названый в честь ученого, но и сам ученый, американский астроном Эдвин Хаббл. Ему удалось вывести свою известную формулу v = H*D, где v – скорость расширения Вселенной, D – расстояние от наблюдаемой галактики до наблюдателя, а H – постоянная Хаббла, которая обратно пропорциональна времени. О существовании постоянной Хаббла, как величины, определяющей зависимость между расстоянием до объекта и скоростью его удаления, впервые предположил священник астроном из Бельгии — Жорж Леметр. Согласно его идее, мир произошел из одного, условно говоря, атома, а после — стал расширяться. Позже, эта теория шутливо была названа «Большим Взрывом», но в дальнейшем этот термин прочно закрепился в космологии.

Э.П. Хаббл со снимком галактики Андромеда в руках

Спустя некоторое время, в 1929 году Э. Хаббл получил более точное значение упомянутой постоянной. Очевидно, что возраст мироздания напрямую зависит от постоянной Хаббла. Изначально, используя имеющуюся модель Вселенной, ученые рассчитали, что величину, обратно пропорциональную постоянной Хаббла нужно умножить на 2/3. Однако в таком случае искомая величина составляет около 1,2 млрд лет, число, близкое к тому, что предложили индуисты еще в 150-м году до н.э. Впрочем, к концу XX-го века уже были получены астрономические данные, которые говорили о возрасте 13-15 млрд лет.

Как выяснилось, причиной неправильной оценки стали неверные представления о расширении Вселенной. Только в 1999-м году две группы астрономов смогли доказать, что последние 5-6 млрд лет расширение космического пространства ускоряется, а не замедляется, как считалось ранее. По современным подсчетам этим методом ученые вывели значение 13,798 ± 0,037 лет.

Расширяющаяся Вселенная

Даже сам первооткрыватель «новой Вселенной» не был чужд заблуждений. Эйнштейн хоть и ограничил Вселенную в пространстве, он продолжал считать её статичной. Согласно его модели, Вселенная была и остаётся вечной, и её размер всегда остаётся неизменным. В 1922 году советский физик Александр Фридман существенно дополнил эту модель. Согласно его расчётам, Вселенная вовсе не статична. Она может расширяться или сжиматься со временем. Примечательно то, что Фридман пришёл к такой модели, основываясь на всё той же теории относительности. Он сумел более корректно применить эту теорию, минуя космологическую постоянную.

Альберт Эйнштейн не сразу принял такую «поправку». На помощь этой новой модели пришло, упомянутое ранее открытие Хаббла. Разбегание галактик бесспорно доказывало факт расширения Вселенной. Так Эйнштейну пришлось признать свою ошибку. Теперь Вселенная имела определённый возраст, зависимый от постоянной Хаббла, характеризующий скорость её расширения.

Женщины в космонавтике

Найти информацию о космонавтах можно в любом источнике. Выдающиеся люди, которые оставили в истории огромный след, — космонавты России. Список и фото, годы жизни этих людей — информация, которая находится в свободном доступе. А сейчас речь пойдет о представительницах прекрасного пола в космонавтике. Еще в советское время космонавты представлялись чем-то «заоблачным», «небесным». Дети того времени грезили о звездах и активно изучали эту науку. Надо сказать, что многие добились в этой области значительных успехов, о чем говорят их имена, которые у всех на слуху.

Всегда представлялось, что космонавты России — сугубо мужчины. После успешных полетов решили запустить в космос первую женщину. И этой женщиной стала Валентина Владимировна Терешкова. Она была выходцем из простой семьи. Отец-тракторист в 1939 году погиб на войне, мать была работницей текстильной фабрики. Девочка была одаренная, науки в школе ей давались легко. В свободное время она играла на домре.

Повзрослев, Валентина увлеклась парашютным спортом, и это сыграло в ее пользу при выборе кандидаток на полет в космос. Свой первый полет совершила 16 июня 1963 года с Байконура на корабле «Восток-6». В целом полет, который длился трое суток, прошел хорошо. Несмотря на плохое самочувствие, женщина-космонавт справилась с заданием (ведение бортового журнала и фото горизонта планеты).

Другие женщины-космонавты России и СССР, оставившие след в истории:

• Светлана Евгеньевна Савицкая. В августе 1984 года совершила свой первый полет на космическом корабле «Союз Т-7», а в 1984-м стала первой в мире женщиной, вышедшей в открытый космос.
• Елена Владимировна Кондакова. Первый полет произошел в начале октября 1994 года на космическом корабле «Союз ТМ-20». Это первая в мире женщина-космонавт, побывавшая в космосе долге время — 179 суток.
• Серова Елена Олеговна. Первый полет совершила 26 сентября 2014 года на корабле «Союз ТМА-14М» в качестве бортинженера.

Как видно, представителей слабого пола не так много, как мужчин. Но все тренировки, задания, нагрузки выполнялись наравне с коллегами. Стойкость, упорство, сила воли, умение ставить перед собой цель и достигать ее — именно этими качествами обладают в полной мере космонавты России. Список этих качеств пополняется с каждым пройденным для них испытанием. Несмотря на трудности, они сумели покорить космос и оставить свой след в истории человечества.

Сколько лет звездам Млечного Пути

Если говорить про Солнечную систему, в которой мы с вами живём, то Солнце и его планеты возникли приблизительно в одно время. Как оказалось, произошло это около 4,5 миллиардов лет назад. Между прочим, это относится и к Земле.

В нашей галактике Млечный Путь большая часть звёздных тел являются ровесниками Солнца или старше его. То есть на вопрос о том, сколько лет звездам Млечного Пути, ответ: примерно 4,5 миллиарда лет.Хотя не стоит забывать, что звёздообразование и смерть светил это постоянные процессы.

В принципе понятно, что эти процессы происходят. Сейчас учёные могут зафиксировать и даже спрогнозировать формирование очередной звезды. Более того, известны некоторые области, где происходит их рождение. Например, так называемые звёздные колыбели.

Млечный путь с Земли

Однако с финальной стадией эволюции звёздных тел также не всё просто. Конечно, при достаточных данных сейчас возможно спрогнозировать и предсказать очередной этап в жизни объекта. Проблема в том, что прогнозы могут иметь разные направления развития. Из разряда, а если так, то будет то, а если вот так, то по-другому. Как минимум, не стоит забывать, что Вселенная полна сюрпризов.

Вдобавок, мы можем видеть на небе свет уже умершей звезды. Можно сказать, отголоски из прошлого. Правда, это относится к удалённым от нас астрономическим объектам. А вот видимые невооружённым глазом, как правило, живут себе и поживают.

Вроде бы всё просто, но в действительности это не так. Много загадок в нашем космосе.

Скопление галактик

Первобытная эра

Первобытная эпоха Вселенной началась спустя секунду после Большого взрыва. Во время первого, очень маленького отрезка времени, пространства-времени и законов физики, как полагают исследователи, еще не существовало. Этот странный, непостижимый интервал называется планковской эпохой, считается, что она длилась 1044 секунды

Важно принимать во внимание и то, что многие предположения о планковской эпохе, основаны на гибриде общей теории относительности и квантовых теорий, называемой теорией квантовой гравитации

На изображении все пять эпох Вселенной обозначены разными цветами

В первую секунду после Большого взрыва началась инфляция – невероятно быстрое расширение Вселенной. Через несколько минут плазма начала остывать, и субатомные частицы начали образовываться и склеиваться. Через 20 минут после Большого Взрыва – в сверхгорячей, термоядерной Вселенной – начали формироваться атомы. Охлаждение шло быстрыми темпами, пока во вселенной не осталось 75% водорода и 25% гелия, что похоже на то, что происходит сегодня на Солнце. Примерно через 380 000 лет после Большого Взрыва Вселенная остыла настолько, что начали формироваться первые устойчивые атомы и появилось космическое фоновое микроволновое излучение, которое астрономы называют реликтовым излучением.

Что нами исследовано?

Если сравнивать со знаниями, полученными в эпоху Античности или Средневековья, то можно с уверенностью сказать, что нами достигнут прорыв в исследовании космического пространства. Но это ничтожно маленький процент по сравнению с тем, что нам неизвестно. Возможно, это связано с тем, что полноценно изучать галактику ученые начали больше столетия назад.

Началом эпохи освоения принято считать запуск первого искусственного спутника – «Спутника-1», запущенного в 1957 г. Советским Союзом. Астронавты вышли в открытый космос лишь в 1965, а ступили на Луну – в 1969. За время пребывания были осуществлены проекты: запуск искусственных спутников «Луна-1», «Луна-10», высадка на поверхность Венеры аппарата «Венера-7», доставка на Землю образца комет.

Сейчас нам известно о структуре и составе планет, можем измерить расстояние от Земли до Луны, наблюдать за редкими явлениями, можем предсказывать приближение астероидов и метеоритов, у нас есть возможность наблюдать за процессами с планеты и с космических кораблей. Несмотря на то, сколько процентов космоса изучено, мы не перестанем открывать все новые и новые факты.

Тепло белых карликов

Как нам известно, белые карлики, конечный этап жизни большинства звезд, очень долго остывают. Определив основные характеристики такой звезды, можно рассчитать ее изначальную температуру, а также скорость, с которой она остывает. На основе этих данных уже относительно просто высчитывается возраст рассматриваемого белого карлика. Совершивший множество значительных открытий, телескоп «Хаббл» в 2002-м и 2007-м годах обнаружил самых холодных белых карликов. Возраст этих светил оказался 11,5-12 млрд лет. Если прибавить к этим значениям от полумиллиарда до миллиарда лет (возраст звезд, образовавших этих белых карликов), то получится минимальное значение возраста Вселенной.

Белый карлик в представлении художника

Максимальный возможный возраст определяется отсутствием менее разогретых белых карликов и составляет 15 млрд лет. Так как если бы мироздание было старше, то ученым удалось бы обнаружить хотя бы несколько настолько древних объектов.

1900–1949

• 1905  — Альберт Эйнштейн публикует Специальную теорию относительности , утверждая, что пространство и время не являются отдельными континуумами.
• 1912  — Генриетта Ливитт открывает закон периодической светимости для переменных звезд- цефеид , что становится решающим шагом в измерении расстояний до других галактик.
• 1915  — Альберт Эйнштейн публикует Общую теорию относительности , показывающую, что плотность энергии искажает пространство-время.
• 1917  — Виллем де Ситтер выводит изотропную статическую космологию с космологической постоянной , а также пустую расширяющуюся космологию с космологической постоянной, названную вселенной де Ситтера.
• 1920  — Дебаты Шепли-Кертиса о расстояниях до спиральных туманностей проходят в Смитсоновском институте.
• 1921  — Национальный исследовательский совет (NRC) опубликовал официальную стенограмму дебатов Шепли-Кертиса.
• 1922  — Весто Слайфер обобщает свои открытия о систематических красных смещениях спиральных туманностей.
• 1922  — Александр Фридман находит решение уравнений поля Эйнштейна, которое предполагает общее расширение пространства.
• 1923  — Эдвин Хаббл измеряет расстояния до нескольких ближайших спиральных туманностей (галактик), Галактики Андромеды (M31), Галактики Треугольника (M33) и NGC 6822 . Эти расстояния помещают их далеко за пределы нашего Млечного Пути и подразумевают, что более тусклые галактики намного дальше, а Вселенная состоит из многих тысяч галактик.
• 1927  — Жорж Лемэтр обсуждает событие создания расширяющейся Вселенной, управляемой уравнениями поля Эйнштейна. На основе своих решений уравнений Эйнштейна он предсказывает соотношение расстояния и красного смещения.
• 1928  — Говард П. Робертсон кратко упоминает, что измерения красного смещения Весто Слайфера в сочетании с измерениями яркости тех же галактик указывают на соотношение красное смещение-расстояние.
• 1929  — Эдвин Хаббл демонстрирует линейную зависимость красного смещения от расстояния и, таким образом, показывает расширение Вселенной.
• 1933  — Эдвард Милн называет и формализует космологический принцип
• 1933  — Фриц Цвикки показывает, что скопление галактик Кома содержит большое количество темной материи. Этот результат согласуется с современными измерениями, но обычно игнорируется до 1970-х годов.
• 1934  — Жорж Лемэтр интерпретирует космологическую постоянную как результат энергии вакуума с необычным уравнением состояния идеальной жидкости.
  
• 1938  — Поль Дирак предлагает гипотезу больших чисел, согласно которой гравитационная постоянная может быть мала, потому что она медленно уменьшается со временем.
• 1948  — Ральф Альфер , Ганс Бете ( «заочно» ) и Джордж Гамов исследуют синтез элементов в быстро расширяющейся и остывающей Вселенной и предполагают, что элементы были произведены путем быстрого захвата нейтронов.
• 1948  — Герман Бонди , Томас Голд и Фред Хойл предлагают космологии стационарного состояния, основанные на идеальном космологическом принципе.
• 1948  — Джордж Гамов предсказывает существование космического микроволнового фонового излучения , рассматривая поведение первичного излучения в расширяющейся Вселенной.

Множество Солнц

Вега, снимок ESO

Однако даже после этого астрономы продолжали ограничивать Вселенную «сферой неподвижных звёзд». Вплоть до 19 века им не удавалось оценить расстояние до светил. Несколько веков астрономы безрезультатно пытались обнаружить отклонения положения звёзд относительно движения Земли по орбите (годичные параллаксы). Инструменты тех времён не позволяли проводить столь точные измерения.

Наконец, в 1837 году русско-немецкий астроном Василий Струве измерил параллакс α Лиры. Это ознаменовало новый шаг в понимании масштабов космоса. Теперь учёные могли смело говорить о том, что звезды являют собой далекие подобия Солнца. И наше светило отныне не центр всего, а равноправный «житель» бескрайнего звёздного скопления.

Астрономы ещё больше приблизились к пониманию масштабов Вселенной, ведь расстояния до звёзд оказались воистину чудовищными. Даже размеры орбит планет казались по сравнению с этим чем-то ничтожным. Дальше нужно было понять, каким образом звёзды сосредоточены во Вселенной.

Конец материи – 1030 лет

В общем, мы располагаем Вселенной без звезд, наполненной лишь холодными черными карликами. Вокруг темнота! Возможный наблюдатель заметит лишь мимолетную вспышку из-за взаимодействия какого-то объекта с черной дырой. А затем снова тишина.

Частички материи и двойные черные карлики сливаются, порождая еще больше черных дыр, которые затем объединяются в гигантских чудовищ. Так что будущей материи суждено существовать взаперти у черных дыр.

Даже если ей повезет не попасться, то ее дни все равно сочтены. Протоны лишены стабильности в длительных промежутках. Любая материя, поглощенная дырой, будет распадаться. Протоны станут излучением, оставив после себя лишь слабую дымку электронов, позитронов и нейтрино. В течение 1030 лет все протоны уничтожатся.

Наше Солнце станет черным карликом

Когда-нибудь наше Солнце станет черным карликом

На данный момент наша Вселенная имеет много различных типов звезд. Красные карлики — холодные звезды, испускающие красный свет — являются одними из самых распространенных. Также во Вселенной много белых карликов. Это звездные останки мертвых звезд, состоящие из вырожденного вещества, удерживаемого вместе с помощью квантовых эффектов. В настоящее время астрономы считают, что белые карлики имеют практически бесконечную продолжительность жизни. Но по прошествии определенного времени даже они умрут и станут экзотическими звездами: черными карликами.

Такая судьба ожидает и наше Солнце. В далеком будущем наше Солнце выбросит свои внешние слои и превратится в белую карликовую звезду, которой будет оставаться миллиарды лет. Но однажды даже белые карлики начнут остывать. Спустя 10100 лет они остынут до температуры, равной температуре микроволнового фонового излучения, несколько градусов выше абсолютного нуля.

Когда это произойдет, наше светило станет черным карликом. Поскольку этот тип звезды настолько холодный, человеческому глазу он будет невидим. Для любого, кто попытается найти Солнце, которое подарило нам жизнь, это будет невозможно сделать с помощью оптических систем. Ему придется искать его по гравитационным эффектам. Большинство звезд, которые мы видим в ночном небе, станут черными карликами (еще одна причина, почему ночное небо станет чистым). Но за наше теплое Солнце особенно обидно.

За горизонтом

Итак, размер наблюдаемой Вселенной делится на два типа. Видимый размер, называемый также радиусом Хаббла (13,75 млрд. световых лет). И реальный размер, называемый горизонтом частиц (45,7 млрд. св. лет). Принципиально то, что оба эти горизонта совсем не характеризуют реальный размер Вселенной. Во-первых, они зависят от положения наблюдателя в пространстве. Во-вторых, они изменяются со временем. В случае ΛCDM-модели горизонт частиц расширяется со скоростью большей, чем горизонт Хаббла. Вопрос о том, сменится ли такая тенденция в дальнейшем, современная наука ответа не даёт. Но если предположить, что Вселенная продолжит расширяться с ускорением, то все те объекты, которые мы видим сейчас рано или поздно исчезнут из нашего «поля зрения».

На данный момент самым далёким светом, наблюдаемым астрономами, является реликтовое излучение. Вглядываясь в него, учёные видят Вселенную такой, какой она была через 380 тысяч лет после Большого Взрыва. В этот момент Вселенная остыла настолько, что смогла испускать свободные фотоны, которые и улавливают в наши дни с помощью радиотелескопов. В те времена во Вселенной не было ни звёзд, ни галактик, а лишь сплошное облако из водорода, гелия и ничтожного количества других элементов. Из неоднородностей, наблюдаемых в этом облаке, в последствие сформируются галактические скопления. Получается, именно те объекты, которые сформируются из неоднородностей реликтового излучения, расположены ближе всего к горизонту частиц.

Результат может оказаться ошибочным

Однако никто из учёных не утверждает, что этот результат является точным. Эта модель включает в себя множество условных допущений, которые взяты за основу. Однако на данный момент этот способ определения возраста Вселенной считается наиболее точным. В 2013 году удалось определить скорость расширения Вселенной — постоянную Хаббла. Она составила 67,2 километра в секунду.

Однако мы понимаем, что в процессе определения возраста Вселенной использовались общепринятые модели (сферически плоская форма, наличие холодной тёмной материи, скорость света как максимальная постоянная величина). Если наши предположения об общепринятых константах и моделях в будущем окажутся ошибочными, то это повлечёт за собой пересчёт полученных данных.

Древние обитатели космоса

Для того чтобы понять, сколько лет существует Вселенная, учёные ведут наблюдение за белыми карликами в шаровых скоплениях. Они являются следующим эволюционным звеном после красного гиганта.

В процессе перехода от одной стадии к другой вес звезды практически не меняется. Белые карлики не имеют термоядерного синтеза, поэтому излучают свет за счёт накопленного тепла. Если знать зависимость между температурой и временем, получится установить возраст звезды. Возраст наиболее древнего скопления оценивается примерно в 12-13,4 миллиарда лет. Однако данный способ сопряжён со сложностью наблюдения за достаточно слабыми источниками излучения. Необходимы высокочувствительные телескопы и оборудование. Для решения поставленной задачи задействован мощный космический телескоп Хаббл.

Как развивалась современная наука космология

Прежде, чем перейти к современным достижениям в области космологии, стоит сказать о некоторых других этапах исследований.

В первую очередь нужно отметить труды Николая Коперника (15 век). В своих работах он обобщил все накопленные за прошлые периоды знания. Сюда же вошли труды Самосского, Леонардо да Винчи, Гераклита и Кузо. Основой идеи стало то, что Солнечная система была инерциальной. То есть, в центре находилось солнце. вокруг которого двигались планеты, в том числе и Земля.

Солнечная система

Несколько позднее свой вклад внёс Кеплер. В конце концов, он основал три важнейшие теории. На самом деле именно их впоследствии использовал Ньютон для законов динамики.

В остальном же, другие наиболее существенные открытия произошли в 20 веке. Как мы уже упоминали выше, первыми своими наработками поделились Эйнштейн, Фридман и Хаббл. Далее же Фриц Цвикки выдвигает идею о существовании определенного вещества — тёмной материи. Она не реагирует с электромагнитным излучением, но участвует в гравитационном воздействии.

Тёмная материя

Следующими выделились Гамов (с теорией горячей Вселенной), Пензиас и Вилсон (открыли изотропный источник помех в радиодиапазоне).

В заключении, можно сказать что физические законы достаточно плотно связаны с космологией. Многие результаты и доказательства теорий были обоснованы именно с физической точки зрения.

Все замедлится, даже самая мысль

Когда-нибудь не останется и черных дыр, но жизнь появится снова

Когда эпоха черных дыр подойдет к концу и даже эти звездные гиганты исчезнут в темноте, в нашей Вселенной останется лишь несколько вещей, в основном диффузные субатомные частицы и оставшиеся атомы позитрония. После этого во Вселенной все будет происходить чрезвычайно медленно, любое событие может длиться эоны. По мнению некоторых теоретических физиков, таких как Фримен Дайсон, в это время во Вселенной может снова появиться жизнь.

Через долгое-долгое время органическая эволюция может начать развиваться из позитрония. Существа, которые появятся, будут очень отличаться от всего, что мы знаем. Например, они могут быть огромными, охватывая межзвездные расстояния. Поскольку во Вселенной ничего больше не останется, им будет где развернуться. Но поскольку эти формы жизни будут огромными, думать они будут намного медленнее нас. На самом деле, на создание даже одной мысли у такого создания могут уйти триллионы лет.

Нам это может показаться странным, но поскольку эти существа будут существовать на огромных временных отрезках, такая мысль будет для них мгновенной. Они будут существовать невероятно долго, наблюдая за тем, как Вселенная пролетает мимо них. Но и они канут в Лету.

Масштабы Вселенной

Чтобы хотя бы немного приблизиться к ответу на вопрос, каковы размеры Вселенной, необходимо оценить масштабы отдельных ее частей. Для человека обогнуть земной шар задача сложная, но вполне выполнимая. А теперь представьте, что наша планета по сравнению с Сатурном, как монетка в сравнении с баскетбольным мячом. А по отношению к Солнцу Земля вообще выглядит как маленькое зернышко.

Вся Солнечная система также не обладает значительной протяженностью в масштабе Вселенной. Если рассматривать пределом системы границу гелиосферы, ее протяженность составляет около 120 астрономических единиц. При этом за одну а.е. принимают расстояние, равное ~ 150 млрд. км. А теперь представьте, что диаметр всей галактики Млечный путь, частью которой является Солнце с окружающими его планетами, равен 1 квинтиллиону километров. Это число в 18 нулями.  А само скопление разных небесных тел содержит, по разным подсчетам, от 2*1011 до 4*1011 звезд, большинство из которых превосходят по размерам наше небесное светило.

И ведь Млечный путь – не единственная галактика во всем космическом пространстве. На звездном небе Земли невооруженным глазом можно рассмотреть соседние звездные скопления: Андромеду, Большое и Малое Магеллановы облака. Расстояния до них измеряется в мегапарсеках — в миллионах световых лет. И каждая из них также простирается на немыслимые для человеческого разума расстояния.

Все скопления звезд группируются в крупномасштабные объединения – группы галактик. К примеру, Млечный путь и соседние формирования входят в Местную группу диаметром около 1 мегапарсека. Представьте, для того, чтобы лучу света пройти ее из одного конца в другой, понадобится 3,2 млн. лет.

Но и эта величина не является самой большой. Группы галактик, в свою очередь, объединены в сверхскопления или суперкластер. Эти крупномасштабные вселенские  структуры содержат сотни и тысячи галактических групп и миллионы звездных формирований. Так, в Суперкластере Девы, куда входит Млечный путь, расположено более 100 групп галактик. Протяженность этой структуры составляет более 200 млн. световых лет и эта лишь часть гигантского формирования Ланиакея.

Центр тяжести Ланиакеи – сверхскопление Великий аттрактор, притягивает к себе все остальные структуры этой части космического пространства. Его можно смело назвать центром Вселенной, с оговоркой, что это лишь сердцевина познанного нами космоса. Вся же Ланиакея имеет диаметр более 500 млн. световых лет. И, чтобы в окончательно осознали масштабы Вселенной, представьте, что это гигантское образование – всего лишь  та малая часть космоса, которую смог обозреть и представить человек.

Алексей Леонов

Алексея Леонова весь мир знает как первого исследователя, который вышел в открытый космос, доказав, что человек может работать за пределами корабля. Это произошло 18 марта 1965 года. Продолжительность первого выхода составила 23 минуты, из которых вне корабля космонавт пробыл 12 минут.

Но и это еще не все. Во время этого полета на корабле «Восход-2» произошло семь аварий, среди которых самая тяжелая – отказ системы управления. Но экипажу все же удалось справиться со всеми форс-мажорами и вернуться на Землю. Детали этого полета были тщательно засекречены много лет.

Второй полет Леонов совершил через 10 лет, командуя экипажем «Союза-19». Проведя в космосе почти 6 дней, команда корабля «Союз» выполнила стыковку с американским «Аполлоном», что произошло впервые (до этого корабли разных стран никогда не стыковались).

Алексей Леонов знаменит еще и тем, что он был хорошим художником и запечатлел свои воспоминания во множестве ярких рисунков. Некоторые из них красовались на советских почтовых марках, а отдельные картины висят в Третьяковской галерее.

Фото: Пушкарев Альберт/ТАСС