Alam semesta kita seperti yang dilihat dari luar. Di manakah Alam Semesta berakhir? Atau bagaimanakah rupa tepi Alam Semesta? Maklumat moden tentang asal usul Alam Semesta

Buku “Universe. Manual Pengendali adalah panduan yang sempurna untuk soalan yang paling penting - dan, tentu saja, paling menarik - fizik moden: "Adakah perjalanan masa mungkin?", "Adakah alam semesta selari?", "Jika alam semesta berkembang, di manakah ia mengembang?" , "Apa yang akan berlaku jika, setelah dipercepatkan kepada kelajuan cahaya, anda melihat diri anda di cermin?", "Mengapa pelanggar zarah diperlukan dan mengapa ia harus berfungsi secara berterusan? Tidakkah mereka mengulangi eksperimen yang sama tanpa henti?” Humor, paradoks, daya tarikan dan kebolehcapaian persembahan meletakkan buku ini pada rak yang sama dengan buku terlaris G. Perelman, S. Hawking, B. Bryson dan B. Green! Hadiah sebenar untuk semua orang yang berminat dalam sains moden - daripada pelajar sekolah menengah yang ingin tahu kepada guru kegemarannya, daripada pelajar filologi kepada doktor sains fizikal dan matematik!

Apa yang ada di belakangnya tidak kelihatan, tetapi kita tahu rupa Alam Semesta sekarang dan rupanya setiap saat dari peringkat awal hingga ke hari ini, jadi kita boleh meneka apa yang ada di sebalik tirai kosmik ini. Ia menggoda untuk melihat ke belakangnya, bukan?

Jadi, walaupun kita tidak dapat melihat di luar ufuk, kita melihat cukup untuk memuaskan rasa ingin tahu kita sendiri dan orang lain dengan perbelanjaan awam. Perkara terbaik ialah semakin lama kita menunggu, semakin lama Alam Semesta dan semakin jauh ufuk semakin menjauh. Dalam erti kata lain, terdapat sudut-sudut yang jauh dari Alam Semesta yang cahayanya sampai kepada kita hanya sekarang.

Apa yang ada di luar ufuk? Tiada siapa yang tahu, tetapi kita boleh membuat tekaan yang berpendidikan. Ingat apa yang ditunjukkan oleh Copernicus dan pengikutnya kepada kita dengan jelas; "Apabila anda pergi ke suatu tempat, anda masih berada di suatu tempat," jadi kita boleh mengandaikan bahawa di luar ufuk Alam Semesta kelihatan sama seperti yang berlaku di sini. Sudah tentu, akan ada galaksi lain di sana, tetapi akan terdapat kira-kira jumlah yang sama seperti yang terdapat di sekeliling kita, dan ia akan kelihatan hampir sama dengan jiran kita. Tetapi ini tidak semestinya benar. Kami membuat andaian ini kerana kami tidak mempunyai sebab untuk berfikir sebaliknya.

<<< Назад

Ke hadapan >>>

Suku Boshongo di Afrika tengah percaya bahawa dari zaman dahulu hanya ada kegelapan, air dan tuhan besar Bumba. Pada suatu hari Bumbu sakit sehingga dia muntah. Maka Matahari muncul. Ia mengeringkan sebahagian daripada Lautan besar, membebaskan tanah yang terpenjara di bawah perairannya. Akhirnya, Bumba memuntahkan bulan, bintang, dan kemudian beberapa haiwan dilahirkan. Harimau bintang adalah yang pertama, diikuti oleh seekor buaya, seekor kura-kura dan, akhirnya, seorang lelaki. Hari ini kita akan bercakap tentang apa itu Alam Semesta dalam pandangan moden.

Menyahkod konsep

Alam Semesta adalah ruang besar dengan saiz yang tidak dapat difahami, dipenuhi dengan quasar, pulsar, lubang hitam, galaksi dan jirim. Semua komponen ini sentiasa berinteraksi dan membentuk alam semesta kita dalam bentuk yang kita bayangkan. Selalunya bintang di Alam Semesta tidak ditemui bersendirian, tetapi sebagai sebahagian daripada gugusan yang megah. Sebahagian daripadanya mungkin mengandungi beberapa ratus atau bahkan beribu-ribu objek sedemikian. Ahli astronomi mengatakan bahawa kelompok kecil dan sederhana (“frogspawn”) terbentuk baru-baru ini. Tetapi pembentukan sfera adalah purba dan sangat kuno, "mengingat" kosmos utama. Alam semesta mengandungi banyak formasi sedemikian.

Maklumat am tentang struktur

Bintang dan planet membentuk galaksi. Bertentangan dengan kepercayaan popular, sistem galaksi sangat mudah alih dan bergerak melalui angkasa hampir sepanjang masa. Bintang juga merupakan kuantiti yang berubah-ubah. Mereka dilahirkan dan mati, bertukar menjadi pulsar dan lubang hitam. Matahari kita ialah bintang "purata". Makhluk sedemikian hidup (mengikut piawaian Alam Semesta) sangat sedikit, tidak lebih daripada 10-15 bilion tahun. Sudah tentu, di Alam Semesta terdapat berbilion-bilion penerang yang parameternya menyerupai matahari kita, dan bilangan sistem yang sama serupa dengan Sistem Suria. Khususnya, Andromeda Nebula terletak berhampiran.

Inilah Alam Semesta. Tetapi semuanya jauh dari begitu mudah, kerana terdapat sejumlah besar rahsia dan percanggahan yang belum ada jawapannya.

Beberapa masalah dan percanggahan teori

Mitos orang purba tentang penciptaan semua perkara, seperti banyak yang lain sebelum dan selepas mereka, cuba menjawab soalan yang menarik minat kita semua. Mengapa kita di sini, dari mana datangnya planet-planet Alam Semesta? Dari mana kita datang? Sudah tentu, kita mula menerima jawapan yang lebih atau kurang jelas hanya sekarang, apabila teknologi kita telah mencapai kemajuan tertentu. Walau bagaimanapun, sepanjang sejarah manusia, sering terdapat wakil-wakil suku manusia yang menentang idea bahawa Alam Semesta mempunyai permulaan sama sekali.

Aristotle dan Kant

Sebagai contoh, Aristotle, ahli falsafah Yunani yang paling terkenal, percaya bahawa "asal usul alam semesta" adalah salah nama, kerana ia sentiasa wujud. Sesuatu yang kekal lebih sempurna daripada sesuatu yang dicipta. Motivasi untuk mempercayai keabadian Alam Semesta adalah mudah: Aristotle tidak mahu mengakui kewujudan sejenis dewa yang boleh menciptanya. Sudah tentu, penentangnya dalam pertikaian polemik menyebut contoh penciptaan Alam Semesta sebagai bukti kewujudan minda yang lebih tinggi. Untuk masa yang lama, Kant dihantui oleh satu soalan: "Apa yang berlaku sebelum Alam Semesta wujud?" Beliau merasakan semua teori yang wujud pada masa itu mempunyai banyak percanggahan logik. Para saintis membangunkan antitesis yang dipanggil, yang masih digunakan oleh beberapa model Alam Semesta. Berikut adalah peruntukannya:

• Jika Alam Semesta mempunyai permulaan, maka mengapa ia menunggu selama-lamanya sebelum ia wujud?
• Jika Alam Semesta adalah kekal, maka mengapa masa wujud di dalamnya sama sekali; Mengapa kita perlu mengukur keabadian sama sekali?

Sudah tentu, untuk masanya dia bertanya lebih daripada soalan yang betul. Hanya hari ini mereka agak ketinggalan zaman, tetapi sesetengah saintis, malangnya, terus dibimbing oleh mereka dalam penyelidikan mereka. Teori Einstein, yang memberi penerangan tentang struktur Alam Semesta, menamatkan lambungan Kant (atau lebih tepat, penggantinya). Mengapa ia begitu menyerang komuniti saintifik?

Pandangan Einstein

Dalam teori relativitinya, ruang dan masa tidak lagi Mutlak, terikat pada beberapa titik rujukan. Beliau mencadangkan bahawa mereka mampu pembangunan dinamik, yang ditentukan oleh tenaga di Alam Semesta. Menurut Einstein, masa adalah sangat tidak tentu sehingga tidak ada keperluan khusus untuk menentukannya. Ia seperti memikirkan arah selatan Kutub Selatan. Aktiviti yang agak sia-sia. Mana-mana yang dipanggil "permulaan" alam semesta adalah tiruan dalam erti kata bahawa seseorang boleh cuba membuat alasan tentang masa-masa "terdahulu". Ringkasnya, ini bukan masalah fizikal tetapi masalah falsafah yang mendalam. Hari ini, ia sedang diselesaikan oleh minda terbaik manusia, yang tanpa jemu memikirkan pembentukan objek utama di angkasa lepas.

Hari ini pendekatan positivis yang paling biasa. Ringkasnya, kita memahami struktur Alam Semesta seperti yang kita boleh bayangkan. Tiada siapa boleh bertanya sama ada model yang digunakan adalah benar atau ada pilihan lain. Ia boleh dianggap berjaya jika ia cukup elegan dan secara organik merangkumi semua pemerhatian terkumpul. Malangnya, kami (kemungkinan besar) tersalah mentafsir beberapa fakta menggunakan model matematik buatan buatan, yang seterusnya membawa kepada penyelewengan fakta tentang dunia di sekeliling kita. Apabila kita berfikir tentang apa itu Alam Semesta, kita kehilangan pandangan tentang berjuta-juta fakta yang masih belum ditemui.

Maklumat moden tentang asal usul Alam Semesta

"Zaman Pertengahan Alam Semesta" ialah era kegelapan yang wujud sebelum kemunculan bintang dan galaksi pertama.

Pada masa-masa misteri itulah unsur-unsur berat pertama dari mana kita dan seluruh dunia di sekeliling kita diciptakan telah terbentuk. Kini penyelidik sedang membangunkan model utama Alam Semesta dan kaedah untuk mengkaji fenomena yang berlaku pada masa itu. Ahli astronomi moden mengatakan bahawa alam semesta adalah kira-kira 13.7 bilion tahun. Sebelum alam semesta bermula, ruang angkasa sangat panas sehingga semua atom yang ada terbahagi kepada nukleus bercas positif dan elektron bercas negatif. Ion-ion ini menyekat semua cahaya, menghalangnya daripada merebak. Kegelapan memerintah, dan tidak ada penghujungnya.

Cahaya pertama

Kira-kira 400,000 tahun selepas Letupan Besar, angkasa telah cukup sejuk untuk zarah-zarah yang berbeza bergabung menjadi atom, membentuk planet-planet Alam Semesta dan... cahaya pertama di angkasa, gema yang masih kita kenali sebagai "ufuk cahaya. ”. Kami masih tidak tahu apa yang berlaku sebelum Big Bang. Mungkin beberapa Alam Semesta lain wujud ketika itu. Mungkin tiada apa-apa. The Great Nothing... Pilihan inilah yang ditegaskan oleh ramai ahli falsafah dan astrofizik.

Model semasa mencadangkan bahawa galaksi pertama alam semesta mula terbentuk kira-kira 100 juta tahun selepas Big Bang, menimbulkan alam semesta kita. Proses pembentukan galaksi dan bintang secara beransur-ansur berterusan sehingga kebanyakan hidrogen dan helium dimasukkan ke dalam matahari baru.

Misteri menanti penjelajah mereka

Terdapat banyak soalan yang boleh dijawab dengan mengkaji proses yang asalnya berlaku. Sebagai contoh, bila dan bagaimanakah lubang hitam yang sangat besar yang dilihat di dalam hati hampir semua gugusan besar timbul? Hari ini diketahui bahawa Bima Sakti mempunyai lubang hitam, beratnya kira-kira 4 juta kali jisim Matahari kita, dan beberapa galaksi purba Alam Semesta mengandungi lubang hitam, saiznya secara amnya sukar untuk dibayangkan. Yang terbesar ialah pembentukan dalam sistem ULAS J1120+0641. Lubang hitamnya mempunyai berat 2 bilion kali jisim bintang kita. Galaksi ini muncul hanya 770 juta tahun selepas Big Bang.

Ini adalah misteri utama: menurut idea moden, formasi besar-besaran seperti itu tidak akan mempunyai masa untuk timbul. Jadi bagaimana mereka terbentuk? Apakah "benih" lubang hitam ini?

Perkara gelap

Akhirnya, jirim gelap, yang, menurut ramai penyelidik, membentuk 80% daripada kosmos, Alam Semesta, masih merupakan "kuda gelap". Kita masih tidak tahu apa itu sifat jirim gelap. Khususnya, strukturnya dan interaksi zarah asas yang membentuk bahan misteri ini menimbulkan banyak persoalan. Hari ini kita menganggap bahawa bahagian konstituennya secara praktikal tidak berinteraksi antara satu sama lain, manakala hasil pemerhatian beberapa galaksi bercanggah dengan tesis ini.

Mengenai masalah asal usul bintang

Masalah lain ialah persoalan tentang bagaimana bintang pertama dari mana Bintang Alam Semesta terbentuk. Dalam haba dan tekanan yang luar biasa pada teras matahari ini, unsur-unsur yang agak mudah seperti hidrogen dan helium telah diubah, khususnya, menjadi karbon yang menjadi asas kehidupan kita. Para saintis kini percaya bahawa bintang pertama adalah berkali-kali lebih besar daripada matahari. Mungkin mereka hanya hidup selama beberapa ratus juta tahun, atau lebih kurang (ini mungkin bagaimana lubang hitam pertama terbentuk).

Walau bagaimanapun, sesetengah "pemasa lama" mungkin wujud dalam ruang moden. Mereka mungkin sangat miskin dalam unsur-unsur berat. Mungkin beberapa formasi ini mungkin masih "bersembunyi" dalam lingkaran cahaya Bima Sakti. Rahsia ini juga masih tidak terbongkar. Seseorang perlu menghadapi insiden sedemikian setiap kali apabila menjawab soalan: "Jadi apakah Alam Semesta?" Untuk mengkaji hari pertama selepas asalnya, pencarian bintang dan galaksi terawal adalah amat penting. Sememangnya, objek yang paling kuno mungkin adalah yang terletak di pinggir ufuk cahaya. Satu-satunya masalah ialah hanya teleskop yang paling berkuasa dan canggih boleh sampai ke tempat tersebut.

Penyelidik mempunyai harapan besar untuk Teleskop Angkasa James Webb. Instrumen ini direka untuk memberi saintis maklumat berharga tentang generasi pertama galaksi yang terbentuk sejurus selepas Big Bang. Hampir tiada imej objek ini dalam kualiti yang boleh diterima, jadi penemuan hebat masih di hadapan.

"bercahaya" yang menakjubkan

Semua galaksi mengeluarkan cahaya. Sesetengah formasi bersinar dengan kuat, manakala yang lain mempunyai "pencahayaan" sederhana. Tetapi terdapat galaksi paling terang di alam semesta, keamatannya tidak seperti yang lain. Nama dia WISE J224607.57-052635.0. "Mentol lampu" ini terletak pada jarak sebanyak 12.5 bilion tahun cahaya dari Sistem Suria, dan ia bersinar seperti 300 trilion Matahari sekaligus. Perhatikan bahawa terdapat kira-kira 20 formasi sedemikian hari ini, dan kita tidak sepatutnya melupakan konsep "ufuk cahaya".

Ringkasnya, dari tempat kita kita hanya melihat objek yang pembentukannya berlaku kira-kira 13 bilion tahun yang lalu. Kawasan yang jauh tidak boleh diakses oleh pandangan teleskop kami hanya kerana cahaya dari sana tidak sempat untuk dicapai. Jadi sesuatu yang serupa mungkin wujud di bahagian tersebut. Ini adalah galaksi paling terang di Alam Semesta (lebih tepat lagi, di bahagian yang boleh dilihat).

Apakah rupa Alam Semesta kita?

Setiap kali kita mengangkat kepala dan melihat ke langit berbintang, secara tidak sengaja timbul persoalan: sejauh mana semua bintang ini dari kita, dan jauh di belakang mereka, adakah semua ini berakhir dan bagaimana ia berfungsi, apakah Alam semesta kelihatan seperti. Di manakah di Alam Semesta terletaknya Matahari, Bumi dan planet-planet lain dalam Sistem Suria kita? Adakah mungkin untuk membayangkan dan dengan apa untuk membandingkan jarak dan saiz ini supaya minda kita dapat memahami rupa Alam Semesta?

Fikiran manusia dengan sempurna memahami skala yang biasa. Otak kita memahami maksud memandu lapan puluh kilometer dalam sehari, tetapi bagaimana dengan tiga ratus ribu, ramai orang tidak pernah memandu pada kelajuan 150 km/j. , tetapi bagaimana dengan seratus juta. Ramai orang tidak dapat membayangkan angka seperti berjuta-juta dan berbilion-bilion. Bagaimana kita boleh mengkaji dan memahami rupa Alam Semesta jika kita tidak dapat membayangkan skalanya yang sangat besar. Ia adalah perlu untuk mencipta model skala Alam Semesta, kerana ia akan menjadi saiz yang boleh difahami kepada kita.

Timbangan di Alam Semesta.

1. Jadi mari kita pergi. Ini rumah kami. Bumi dengan ruang yang luas: laut dalam dan gunung yang tinggi, dataran yang tidak berkesudahan dan banyak bandar. Namun begitu, dia hanyalah sebutir pasir di angkasa.

2. Dan ini adalah kawasan di mana planet kita berada.

3. Ini adalah jarak antara Bumi dan Bulan, iaitu 384, 400 ribu km. Nampak tak besar sangat kan?

4. Sekarang mari kita lihat bagaimana semua planet sistem suria boleh masuk ke dalam jarak ini. Kebenaran sangat mengagumkan.

5. Dan inilah rupa benua bumi di Musytari.

6. Beginilah rupa komet berlatarbelakangkan bandar besar.

7. Tetapi ini tidak ada apa-apanya jika dibandingkan dengan rupa Bumi kita di sebelah Matahari.

8. Sekarang mari kita lihat betapa kecil dan tidak pentingnya Matahari kita berbanding bintang lain. Bintang terbesar ialah VY Canis Majoris.

9. Berapa besar? Jika Matahari dikecilkan kepada saiz sel putih darah, dan kemudian mengurangkan Bima Sakti menggunakan skala yang sama, maka galaksi akan menjadi saiz Rusia.

10. Walau bagaimanapun, walaupun keseluruhan Bima Sakti kelihatan kerdil jika dibandingkan. Galaksi ini ialah IC 1011, yang terletak 350 juta tahun Cahaya dari Bumi.

11. Dan foto yang diambil oleh teleskop Hubble ini menunjukkan beribu-ribu galaksi.

Kami telah menyusun skala, dan sekarang mari kita lihat model Alam Semesta.

Model - rupa Alam Semesta kita

1. Di sini kita berada dalam sistem suria.

Fikiran ingin tahu para saintis yang bersemangat sedang bergelut untuk menyelesaikan fenomena misteri, menghasilkan teori, menjalankan penyelidikan dan pemerhatian... Mungkin salah satu topik yang paling menarik dan menjanjikan ialah ruang dan segala yang berkaitan dengannya. Dan semakin manusia melihatnya, semakin menarik untuk mencari jawapan kepada semakin banyak soalan.

Kami cuba mengkaji Alam Semesta sebanyak yang dibenarkan oleh teknologi moden. Tetapi teleskop paling moden mempunyai had tertentu, di luar itu adalah mustahil untuk melihat menggunakan cara teknikal. Kemudian orang itu menggunakan imaginasinya dan mula meneka fakta yang ada.

Di manakah Alam Semesta berakhir? Lebih-lebih lagi, ini bukan soalan falsafah atau retorik, tetapi soalan saintifik yang sebenar. Adalah mustahil untuk menjawabnya secara monosylab dan tepat tanpa mempunyai asas yang mencukupi. Ia hanya mungkin, berdasarkan teori yang telah terbukti dan fakta sedia ada, untuk membuat kesimpulan tertentu dan berkhayal...

Asal usul Alam Semesta, galaksi, bintang dan juga planet kita digambarkan oleh teori Big Bang. Peristiwa ini berlaku kira-kira 13.8 bilion tahun yang lalu dan merupakan detik kelahiran Alam Semesta dalam bentuk yang kita bayangkan. Pada masa yang sama, anda tidak sepatutnya berfikir bahawa sebelum ini Alam Semesta kosong. Sebaliknya, apabila tenaga angkasa berkembang, menghampiri letupan, ruang itu sendiri berubah.

Apakah rupa tepi Alam Semesta?

Zon Big Bang yang sepatutnya adalah sfera dengan jejari lebih daripada 46 tahun cahaya. Tetapi sempadan ini sangat sewenang-wenang dan, tentu saja, bukan sempadan ruang. Tetapi apa yang ada disebaliknya?

Penyelidik percaya bahawa terdapat bahagian yang sama dari Alam Semesta yang kita perhatikan. Dengan pengecualian butiran yang boleh dipanggil tempatan - lokasi galaksi dan bintang, ciri sistem.

Berdasarkan ini, menjadi jelas bahawa adalah mustahil untuk melihat "tepi Alam Semesta" yang terkenal, sama seperti mustahil untuk menerima keluasan.

Fakta yang luar biasa

Pernahkah anda terfikir betapa besarnya Alam Semesta?

8. Walau bagaimanapun, ini tidak ada apa-apanya jika dibandingkan dengan Matahari.

Foto Bumi dari angkasa

9. Dan ini pemandangan planet kita dari bulan.

10. Ini adalah kita dari permukaan Marikh.

11. Dan ini pandangan Bumi di sebalik cincin Zuhal.

12. Dan ini adalah gambar yang terkenal" Titik biru pucat", di mana Bumi diambil gambar dari Neptun, dari jarak hampir 6 bilion kilometer.

13. Ini saiznya Bumi berbanding Matahari, yang bahkan tidak sesuai sepenuhnya dengan foto.

Bintang terbesar

14. Dan ini Matahari dari permukaan Marikh.

15. Seperti yang pernah dikatakan oleh ahli astronomi terkenal Carl Sagan, di angkasa lepas lebih banyak bintang daripada butiran pasir di semua pantai di Bumi.

16. Terdapat banyak bintang yang jauh lebih besar daripada Matahari kita. Lihat sahaja betapa kecilnya Matahari.

Foto galaksi Bima Sakti

18. Tetapi tiada apa yang dapat dibandingkan dengan saiz galaksi. Jika anda mengurangkan Matahari sebesar leukosit(sel darah putih), dan mengecutkan Galaksi Bima Sakti menggunakan skala yang sama, Bima Sakti akan menjadi saiz Amerika Syarikat.

19. Ini kerana Bima Sakti sangat besar. Di situlah sistem suria berada di dalamnya.

20. Tetapi kita hanya melihat sangat banyak sebahagian kecil daripada galaksi kita.

21. Tetapi walaupun galaksi kita adalah kecil berbanding dengan yang lain. Di sini Bima Sakti berbanding galaksi IC 1011, yang terletak 350 juta tahun cahaya dari Bumi.

22. Fikirkanlah, dalam gambar yang diambil oleh teleskop Hubble ini, beribu-ribu galaksi, setiap satu mengandungi berjuta-juta bintang, masing-masing mempunyai planet mereka sendiri.

23. Berikut adalah salah satu daripada galaksi UDF 423, terletak 10 bilion tahun cahaya jauhnya. Apabila anda melihat gambar ini, anda melihat berbilion tahun ke masa lalu. Sebahagian daripada galaksi ini terbentuk beberapa ratus juta tahun selepas Big Bang.

24. Tetapi ingat bahawa foto ini sangat, bahagian yang sangat kecil dari alam semesta. Ia hanya sebahagian kecil dari langit malam.

25. Kita boleh dengan yakin mengandaikan bahawa di suatu tempat ada lubang hitam. Inilah saiz lubang hitam berbanding dengan orbit Bumi.