ชีวประวัติ ลักษณะเฉพาะ การวิเคราะห์

ขนาดของจักรวาลตั้งแต่อะตอมถึง ขนาดของจักรวาล

มีหลายครั้งที่โลกของผู้คนถูกจำกัดอยู่เพียงพื้นผิวโลกใต้ฝ่าเท้าของพวกเขา ด้วยการพัฒนาของเทคโนโลยี มนุษยชาติได้ขยายขอบเขตอันไกลโพ้น ตอนนี้ผู้คนกำลังคิดว่าโลกของเรามีขอบเขตหรือไม่ และขนาดของจักรวาลคืออะไร? ในความเป็นจริงไม่มีใครสามารถจินตนาการถึงขนาดที่แท้จริงของมันได้ เพราะเราไม่มีจุดอ้างอิงที่เหมาะสม แม้แต่นักดาราศาสตร์มืออาชีพก็จินตนาการถึงแบบจำลอง (อย่างน้อยก็ในจินตนาการของพวกเขา) ลดลงหลายครั้ง สิ่งสำคัญคือต้องเชื่อมโยงมิติของวัตถุในจักรวาลอย่างแม่นยำ และเมื่อแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ โดยทั่วไปพวกมันไม่สำคัญ เพราะกลายเป็นเพียงตัวเลขที่นักดาราศาสตร์ใช้เท่านั้น

เกี่ยวกับโครงสร้างระบบสุริยะ

หากต้องการพูดถึงขนาดของจักรวาล เราต้องเข้าใจก่อนว่าอะไรอยู่ใกล้เราที่สุด ประการแรก มีดาวดวงหนึ่งชื่อดวงอาทิตย์ ประการที่สอง ดาวเคราะห์ที่โคจรรอบมัน นอกจากนั้นยังมีดาวเทียมเคลื่อนที่อยู่บ้าง และเราต้องไม่ลืม

ดาวเคราะห์ในรายการนี้เป็นที่สนใจของผู้คนมาเป็นเวลานาน เนื่องจากเป็นดาวเคราะห์ที่เข้าถึงได้ง่ายที่สุดสำหรับการสังเกต จากการศึกษาของพวกเขา วิทยาศาสตร์เกี่ยวกับโครงสร้างของจักรวาลเริ่มพัฒนานั่นคือดาราศาสตร์ ดาวฤกษ์ได้รับการยอมรับว่าเป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะ นอกจากนี้ยังเป็นวัตถุที่ใหญ่ที่สุดอีกด้วย เมื่อเทียบกับโลก ดวงอาทิตย์มีปริมาตรมากกว่าโลกถึงล้านเท่า มันดูค่อนข้างเล็กเพราะมันอยู่ไกลจากโลกของเรามาก

ดาวเคราะห์ทุกดวงในระบบสุริยะแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:

  • เอิร์ธลี่ย์ รวมถึงดาวเคราะห์ที่มีลักษณะคล้ายกับโลกด้วย ตัวอย่างเช่น ได้แก่ ดาวพุธ ดาวศุกร์ และดาวอังคาร
  • วัตถุขนาดยักษ์ มีขนาดใหญ่กว่ามากเมื่อเทียบกับกลุ่มแรก นอกจากนี้พวกมันยังมีก๊าซอยู่จำนวนมากด้วยเหตุนี้จึงถูกเรียกว่าแก๊สด้วย ได้แก่ ดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน
  • ดาวเคราะห์แคระ จริงๆ แล้วพวกมันคือดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ หนึ่งในนั้นถูกรวมอยู่ในองค์ประกอบของดาวเคราะห์หลัก - นี่คือดาวพลูโต

ดาวเคราะห์ “ไม่บินหนี” จากดวงอาทิตย์เนื่องจากแรงโน้มถ่วง แต่พวกมันไม่สามารถตกลงบนดาวฤกษ์ได้เนื่องจากความเร็วสูง วัตถุมีความ "ว่องไว" มากจริงๆ เช่น ความเร็วของโลกอยู่ที่ประมาณ 30 กิโลเมตรต่อวินาที

จะเปรียบเทียบขนาดของวัตถุในระบบสุริยะได้อย่างไร?

ก่อนที่คุณจะพยายามจินตนาการถึงขนาดของจักรวาล คุณควรทำความเข้าใจดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ก่อน ท้ายที่สุดแล้ว สิ่งเหล่านี้ยังอาจเป็นเรื่องยากที่จะเชื่อมโยงซึ่งกันและกัน ส่วนใหญ่แล้วขนาดทั่วไปของดาวฤกษ์ที่ลุกเป็นไฟจะถูกระบุด้วยลูกบิลเลียดซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 7 ซม. เป็นที่น่าสังเกตว่าในความเป็นจริงมันมีความยาวประมาณ 1,400,000 กม. ในโมเดล "ของเล่น" ดังกล่าว ดาวเคราะห์ดวงแรกจากดวงอาทิตย์ (ดาวพุธ) อยู่ในระยะ 2 เมตร 80 เซนติเมตร ในกรณีนี้ลูกบอลของโลกจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงครึ่งมิลลิเมตร ห่างจากดาวฤกษ์ 7.6 เมตร ระยะทางถึงดาวพฤหัสบดีในระดับนี้คือ 40 ม. และถึงดาวพลูโต - 300

หากเราพูดถึงวัตถุที่อยู่นอกระบบสุริยะ ดาวที่ใกล้ที่สุดคือพรอกซิมาเซนทอรี มันจะถูกลบออกมากจนทำให้ความซับซ้อนนี้น้อยเกินไป และถึงแม้จะตั้งอยู่ภายในกาแล็กซีก็ตาม เราจะพูดอะไรเกี่ยวกับขนาดของจักรวาลได้บ้าง? อย่างที่คุณเห็น มันแทบจะไร้ขีดจำกัด ฉันอยากรู้อยู่เสมอว่าโลกและจักรวาลมีความสัมพันธ์กันอย่างไร และหลังจากได้รับคำตอบแล้ว ฉันไม่อยากจะเชื่อเลยว่าโลกของเราและแม้แต่กาแล็กซีจะเป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของโลกอันใหญ่โต

หน่วยใดใช้วัดระยะทางในอวกาศ?

หนึ่งเซนติเมตร หนึ่งเมตร และแม้แต่หนึ่งกิโลเมตร ปริมาณทั้งหมดนี้กลับกลายเป็นว่าไม่มีนัยสำคัญในระบบสุริยะอยู่แล้ว เราจะพูดอะไรเกี่ยวกับจักรวาลได้บ้าง? เพื่อระบุระยะทางภายในกาแล็กซี จะใช้ค่าที่เรียกว่าปีแสง นี่คือเวลาที่แสงต้องใช้เวลาเดินทางนานกว่าหนึ่งปี ให้เราจำไว้ว่าหนึ่งวินาทีแสงเท่ากับเกือบ 300,000 กม. ดังนั้น เมื่อแปลงเป็นกิโลเมตรปกติ ปีแสงจะเท่ากับประมาณหนึ่งหมื่นล้าน เป็นไปไม่ได้ที่จะจินตนาการ ดังนั้น ขนาดของจักรวาลจึงเป็นไปไม่ได้สำหรับมนุษย์ หากคุณต้องการระบุระยะห่างระหว่างกาแลคซีใกล้เคียง ปีแสงยังไม่เพียงพอ จำเป็นต้องมีค่าที่มากขึ้น มันกลายเป็นพาร์เซกซึ่งเท่ากับ 3.26 ปีแสง

กาแล็กซี่ทำงานอย่างไร?

เป็นกลุ่มดาวขนาดยักษ์ที่ประกอบด้วยดวงดาวและเนบิวลา ส่วนเล็กๆ สามารถมองเห็นได้ทุกคืนบนท้องฟ้า โครงสร้างของกาแล็กซีของเรานั้นซับซ้อนมาก ถือได้ว่าเป็นรูปวงรีที่ถูกบีบอัดสูงของการปฏิวัติ นอกจากนี้ยังมีส่วนเส้นศูนย์สูตรและศูนย์กลางอีกด้วย เส้นศูนย์สูตรของดาราจักรส่วนใหญ่ประกอบด้วยเนบิวลาก๊าซและดาวมวลมากร้อน ในทางช้างเผือกส่วนนี้ตั้งอยู่บริเวณภาคกลาง

ระบบสุริยะก็ไม่มีข้อยกเว้นสำหรับกฎนี้ นอกจากนี้ยังตั้งอยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตรของกาแล็กซีอีกด้วย อย่างไรก็ตาม ส่วนหลักของดวงดาวก่อตัวเป็นจานขนาดใหญ่ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 100,000 และความหนาคือ 1,500 หากเรากลับไปสู่มาตราส่วนที่ใช้แทนระบบสุริยะ ขนาดของกาแล็กซีก็จะสมส่วน นี่เป็นตัวเลขที่น่าเหลือเชื่อ ดังนั้นดวงอาทิตย์และโลกจึงกลายเป็นเศษเล็กเศษน้อยในกาแล็กซี

วัตถุใดที่มีอยู่ในจักรวาล?

เรามาแสดงรายการที่สำคัญที่สุด:

  • ดาวฤกษ์เป็นลูกบอลขนาดใหญ่ที่ส่องสว่างในตัวเอง เกิดขึ้นจากสภาพแวดล้อมที่ประกอบด้วยฝุ่นและก๊าซผสมกัน ส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจนและฮีเลียม
  • รังสีซีเอ็มบี พวกมันคือพวกที่แพร่กระจายไปในอวกาศ อุณหภูมิอยู่ที่ 270 องศาเซลเซียส นอกจากนี้รังสีนี้ยังเท่ากันทุกทิศทาง คุณสมบัตินี้เรียกว่าไอโซโทรปี นอกจากนี้ความลึกลับบางประการของจักรวาลยังเกี่ยวข้องกับมันด้วย ตัวอย่างเช่น เห็นได้ชัดว่ามันเกิดขึ้นในช่วงเวลาที่เกิดบิ๊กแบง นั่นคือมันดำรงอยู่ตั้งแต่เริ่มต้นของการดำรงอยู่ของจักรวาล อีกทั้งยังเป็นการตอกย้ำแนวคิดว่ากำลังขยายตัวเท่าๆ กันในทุกทิศทาง ยิ่งกว่านั้น ข้อความนี้เป็นจริงไม่เพียงแต่ในปัจจุบันเท่านั้น มันเป็นเช่นนั้นในตอนแรก
  • นั่นก็คือมวลที่ซ่อนอยู่ สิ่งเหล่านี้คือวัตถุในจักรวาลที่ไม่สามารถศึกษาได้ด้วยการสังเกตโดยตรง กล่าวอีกนัยหนึ่งพวกเขาไม่ปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า แต่พวกมันมีผลกระทบต่อแรงโน้มถ่วงต่อวัตถุอื่น
  • หลุมดำ ยังไม่ได้รับการศึกษาเพียงพอแต่เป็นที่รู้จักเป็นอย่างดี สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากมีคำอธิบายจำนวนมากของวัตถุดังกล่าวในงานนิยายวิทยาศาสตร์ ในความเป็นจริงหลุมดำเป็นวัตถุที่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าไม่สามารถแพร่กระจายได้เนื่องจากความเร็วจักรวาลที่สองบนนั้นมีค่าเท่ากับจำไว้ว่ามันเป็นความเร็วจักรวาลที่สองที่ต้องสื่อสารกับวัตถุตามลำดับ เพื่อให้มันออกจากวัตถุอวกาศ

นอกจากนี้ยังมีควาซาร์และพัลซาร์ในจักรวาล

จักรวาลลึกลับ

เต็มไปด้วยสิ่งที่ยังมิได้ค้นพบหรือศึกษาอย่างถ่องแท้ และสิ่งที่ถูกค้นพบมักจะทำให้เกิดคำถามใหม่ ๆ และความลึกลับที่เกี่ยวข้องกับจักรวาล ซึ่งรวมถึงทฤษฎี "บิ๊กแบง" ที่รู้จักกันดีด้วย มันเป็นเพียงหลักคำสอนที่มีเงื่อนไขเท่านั้น เนื่องจากมนุษยชาติสามารถเดาได้ว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร

ความลึกลับประการที่สองคืออายุของจักรวาล สามารถคำนวณโดยประมาณได้จากรังสีวัตถุที่กล่าวไปแล้ว การสังเกตกระจุกดาวทรงกลม และวัตถุอื่นๆ ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์เห็นพ้องกันว่าอายุของจักรวาลอยู่ที่ประมาณ 13.7 พันล้านปี ความลึกลับอีกอย่างหนึ่ง - หากมีสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่น? ท้ายที่สุดแล้ว ไม่เพียงแต่ในระบบสุริยจักรวาลเท่านั้นที่เกิดสภาวะที่เหมาะสมและโลกก็ปรากฏขึ้น และจักรวาลก็มักจะเต็มไปด้วยการก่อตัวที่คล้ายกัน

หนึ่ง?

นอกจักรวาลคืออะไร? มีอะไรที่การจ้องมองของมนุษย์ไม่ได้ทะลุผ่าน? มีอะไรอยู่นอกเหนือขอบเขตนี้ไหม? ถ้ามี มีกี่จักรวาล? นี่เป็นคำถามที่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่พบคำตอบ โลกของเราก็เหมือนกล่องแห่งความประหลาดใจ ครั้งหนึ่งดูเหมือนว่าจะประกอบด้วยโลกและดวงอาทิตย์เท่านั้น และมีดาวไม่กี่ดวงบนท้องฟ้า จากนั้นโลกทัศน์ก็ขยายออกไป จึงมีการขยายขอบเขตออกไป ไม่น่าแปลกใจที่ผู้มีความคิดอันชาญฉลาดจำนวนมากได้สรุปมานานแล้วว่าจักรวาลเป็นเพียงส่วนหนึ่งของการก่อตัวที่ใหญ่ขึ้นเท่านั้น

> ขนาดของจักรวาล

ใช้ออนไลน์ ขนาดเชิงโต้ตอบของจักรวาล: มิติที่แท้จริงของจักรวาล การเปรียบเทียบวัตถุอวกาศ ดาวเคราะห์ ดวงดาว กระจุกกาแล็กซี

เราทุกคนคิดถึงมิติในแง่ทั่วไป เช่น ความเป็นจริงอีกประการหนึ่ง หรือการรับรู้สภาพแวดล้อมรอบตัวเรา อย่างไรก็ตาม นี่เป็นเพียงส่วนหนึ่งของการวัดจริงเท่านั้น และเหนือสิ่งอื่นใดคือความเข้าใจที่มีอยู่ การวัดขนาดของจักรวาล– นี่คือคำอธิบายที่ดีที่สุดในวิชาฟิสิกส์

นักฟิสิกส์แนะนำว่าการวัดเป็นเพียงแง่มุมที่แตกต่างกันในการรับรู้ขนาดของจักรวาล ตัวอย่างเช่น สี่มิติแรกได้แก่ ความยาว ความกว้าง ความสูง และเวลา อย่างไรก็ตาม ตามหลักฟิสิกส์ควอนตัม มีมิติอื่นที่อธิบายธรรมชาติของจักรวาลและบางทีอาจจะเป็นจักรวาลทั้งหมดด้วย นักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่าปัจจุบันมีประมาณ 10 มิติ

ขนาดเชิงโต้ตอบของจักรวาล

การวัดขนาดของจักรวาล

มิติที่ 1 ดังที่ได้กล่าวไปแล้วคือความยาว ตัวอย่างที่ดีของวัตถุมิติเดียวคือเส้นตรง เส้นนี้มีมิติความยาวเท่านั้น มิติที่สองคือความกว้าง มิตินี้ประกอบด้วยความยาว ตัวอย่างที่ดีของวัตถุสองมิติก็คือระนาบที่บางจนเป็นไปไม่ได้ สิ่งต่าง ๆ ในสองมิติสามารถดูได้แบบภาคตัดขวางเท่านั้น

มิติที่สามเกี่ยวข้องกับความสูง และนี่คือมิติที่เราคุ้นเคยมากที่สุด เมื่อรวมกับความยาวและความกว้างแล้ว ถือเป็นส่วนที่มองเห็นได้ชัดเจนที่สุดของจักรวาลในแง่ของมิติ รูปแบบทางกายภาพที่ดีที่สุดในการอธิบายมิตินี้คือลูกบาศก์ มิติที่สามเกิดขึ้นเมื่อความยาว ความกว้าง และความสูงตัดกัน

ตอนนี้สิ่งต่าง ๆ ซับซ้อนขึ้นเล็กน้อยเนื่องจากมิติทั้ง 7 ที่เหลือเกี่ยวข้องกับแนวคิดที่จับต้องไม่ได้ซึ่งเราไม่สามารถสังเกตได้โดยตรงแต่รู้ว่ามีอยู่จริง มิติที่สี่คือเวลา มันคือความแตกต่างระหว่างอดีต ปัจจุบัน และอนาคต ดังนั้น คำอธิบายที่ดีที่สุดของมิติที่สี่จึงเป็นลำดับเหตุการณ์

มิติอื่นๆ เกี่ยวข้องกับความน่าจะเป็น มิติที่ห้าและหกเกี่ยวข้องกับอนาคต ตามหลักฟิสิกส์ควอนตัม อนาคตที่เป็นไปได้อาจมีได้จำนวนเท่าใดก็ได้ แต่ผลลัพธ์มีเพียงผลลัพธ์เดียวเท่านั้น และเหตุผลก็คือทางเลือก มิติที่ห้าและหกสัมพันธ์กับการแยกไปสองทาง (การเปลี่ยนแปลง การแตกแขนง) ของแต่ละความน่าจะเป็น โดยพื้นฐานแล้ว หากคุณสามารถควบคุมมิติที่ห้าและหกได้ คุณสามารถย้อนเวลากลับไปหรือเยี่ยมชมอนาคตที่แตกต่างกันได้

มิติที่ 7 ถึง 10 เกี่ยวข้องกับจักรวาลและขนาดของมัน พวกมันขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่ามีหลายจักรวาล และแต่ละจักรวาลก็มีลำดับมิติของความเป็นจริงและผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ของตัวเอง มิติที่สิบซึ่งเป็นมิติสุดท้ายเป็นหนึ่งในผลลัพธ์ที่เป็นไปได้ของจักรวาลทั้งหมด

คุณรู้หรือไม่ว่าจักรวาลที่เราสังเกตนั้นมีขอบเขตค่อนข้างแน่นอน เราคุ้นเคยกับการเชื่อมโยงจักรวาลกับบางสิ่งที่ไม่มีที่สิ้นสุดและไม่สามารถเข้าใจได้ อย่างไรก็ตาม เมื่อถามวิทยาศาสตร์สมัยใหม่เกี่ยวกับ "ความไม่มีที่สิ้นสุด" ของจักรวาล ก็ให้คำตอบที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงสำหรับคำถามที่ "ชัดเจน" เช่นนี้

ตามแนวคิดสมัยใหม่ ขนาดของจักรวาลที่สังเกตได้คือประมาณ 45.7 พันล้านปีแสง (หรือ 14.6 กิกะพาร์เซก) แต่ตัวเลขเหล่านี้หมายถึงอะไร?

คำถามแรกที่ผุดขึ้นมาในใจของคนธรรมดาก็คือจักรวาลจะไม่ไม่มีที่สิ้นสุดได้อย่างไร? ดูเหมือนจะเถียงไม่ได้ว่าภาชนะของสิ่งที่มีอยู่รอบตัวเราไม่ควรมีขอบเขต หากมีขอบเขตเหล่านี้อยู่ จริงๆ แล้วขอบเขตเหล่านี้คืออะไร?

สมมติว่านักบินอวกาศบางคนไปถึงขอบเขตของจักรวาล เขาจะเห็นอะไรตรงหน้าเขา? ผนังทึบเหรอ? แผงกั้นไฟ? และอะไรอยู่เบื้องหลัง - ความว่างเปล่า? จักรวาลอื่นเหรอ? แต่ความว่างเปล่าหรือจักรวาลอื่นสามารถหมายความว่าเราอยู่บนขอบเขตของจักรวาลได้หรือไม่? ท้ายที่สุดแล้วนี่ไม่ได้หมายความว่าไม่มี "ไม่มีอะไร" อยู่ที่นั่น ความว่างเปล่าและจักรวาลอื่นก็เป็น "บางสิ่งบางอย่าง" เช่นกัน แต่จักรวาลคือสิ่งที่ประกอบด้วย "บางสิ่ง" ทุกสิ่งอย่างแน่นอน

เรามาถึงความขัดแย้งโดยสิ้นเชิง ปรากฎว่าขอบเขตของจักรวาลต้องซ่อนสิ่งที่ไม่ควรมีอยู่จากเรา หรือขอบเขตของจักรวาลควรกั้น "ทุกสิ่ง" จาก "บางสิ่ง" แต่ "บางสิ่ง" นี้ควรเป็นส่วนหนึ่งของ "ทุกสิ่ง" ด้วย โดยทั่วไปแล้วความไร้สาระที่สมบูรณ์ แล้วนักวิทยาศาสตร์จะประกาศขนาด มวล และอายุของจักรวาลของเราได้อย่างไร? ค่าเหล่านี้ถึงแม้จะมีขนาดใหญ่เกินจินตนาการ แต่ก็ยังมีขอบเขตจำกัด วิทยาศาสตร์โต้แย้งกับสิ่งที่ชัดเจนหรือไม่? เพื่อทำความเข้าใจสิ่งนี้ ก่อนอื่นเรามาติดตามกันก่อนว่าผู้คนเข้าใจจักรวาลสมัยใหม่ของเราได้อย่างไร

การขยายขอบเขต

ตั้งแต่สมัยโบราณ ผู้คนต่างสนใจว่าโลกรอบตัวพวกเขาเป็นอย่างไร ไม่จำเป็นต้องยกตัวอย่างเสาหลักทั้งสามและความพยายามอื่นๆ ของคนโบราณในการอธิบายจักรวาล ตามกฎแล้ว ในท้ายที่สุดแล้ว ทุกอย่างก็ลงเอยด้วยความจริงที่ว่าพื้นฐานของทุกสิ่งคือพื้นผิวโลก แม้ในสมัยโบราณและยุคกลาง เมื่อนักดาราศาสตร์มีความรู้อย่างกว้างขวางเกี่ยวกับกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ตามแนวทรงกลมท้องฟ้าที่ "คงที่" โลกยังคงเป็นศูนย์กลางของจักรวาล

โดยธรรมชาติแล้วแม้แต่ในสมัยกรีกโบราณก็ยังมีคนที่เชื่อว่าโลกหมุนรอบดวงอาทิตย์ มีผู้ที่พูดถึงโลกมากมายและความไม่มีที่สิ้นสุดของจักรวาล แต่การให้เหตุผลที่สร้างสรรค์สำหรับทฤษฎีเหล่านี้เกิดขึ้นเฉพาะในช่วงเปลี่ยนผ่านของการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น

ในศตวรรษที่ 16 นักดาราศาสตร์ชาวโปแลนด์ นิโคเลาส์ โคเปอร์นิคัส ได้สร้างความก้าวหน้าครั้งใหญ่ครั้งแรกในด้านความรู้เกี่ยวกับจักรวาล เขาพิสูจน์อย่างแน่วแน่ว่าโลกเป็นเพียงดาวเคราะห์ดวงเดียวที่หมุนรอบดวงอาทิตย์ ระบบดังกล่าวทำให้คำอธิบายการเคลื่อนที่ที่ซับซ้อนและสลับซับซ้อนของดาวเคราะห์ในทรงกลมท้องฟ้าง่ายขึ้นอย่างมาก ในกรณีของโลกที่อยู่นิ่ง นักดาราศาสตร์จะต้องคิดทฤษฎีอันชาญฉลาดทุกประเภทขึ้นมาเพื่ออธิบายพฤติกรรมของดาวเคราะห์เหล่านี้ ในทางกลับกัน หากโลกได้รับการยอมรับว่ามีการเคลื่อนไหว คำอธิบายสำหรับการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อนเช่นนั้นก็จะเกิดขึ้นตามธรรมชาติ ดังนั้น กระบวนทัศน์ใหม่ที่เรียกว่า "เฮลิโอเซนทริสม์" จึงเข้ามามีบทบาทในทางดาราศาสตร์

พระอาทิตย์หลายดวง

อย่างไรก็ตาม แม้หลังจากนี้ นักดาราศาสตร์ยังคงจำกัดจักรวาลให้อยู่ใน “ทรงกลมของดวงดาวที่อยู่กับที่” จนถึงศตวรรษที่ 19 พวกเขาไม่สามารถประมาณระยะทางไปยังดวงดาวได้ เป็นเวลาหลายศตวรรษแล้วที่นักดาราศาสตร์พยายามไม่ตรวจจับการเบี่ยงเบนในตำแหน่งของดาวฤกษ์ที่สัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ของวงโคจรของโลก (พารัลแลกซ์รายปี) เครื่องมือในสมัยนั้นไม่อนุญาตให้มีการวัดที่แม่นยำเช่นนี้

ในที่สุด ในปี ค.ศ. 1837 นักดาราศาสตร์ชาวรัสเซีย-เยอรมัน วาซิลี สทรูเว ได้ตรวจวัดพารัลแลกซ์ นี่เป็นก้าวใหม่ในการทำความเข้าใจขนาดของพื้นที่ ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์สามารถพูดได้อย่างปลอดภัยว่าดวงดาวมีความคล้ายคลึงกับดวงอาทิตย์มาก และผู้ส่องสว่างของเราไม่ได้เป็นศูนย์กลางของทุกสิ่งอีกต่อไป แต่เป็น "ถิ่นที่อยู่" ที่เท่าเทียมกันของกระจุกดาวอันไม่มีที่สิ้นสุด

นักดาราศาสตร์เข้าใกล้ความเข้าใจขนาดของจักรวาลมากยิ่งขึ้น เพราะระยะทางจากดวงดาวกลายเป็นเรื่องมหึมาอย่างแท้จริง แม้แต่ขนาดของวงโคจรของดาวเคราะห์ก็ดูไม่มีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบ ต่อไป จำเป็นต้องเข้าใจว่าดวงดาวกระจุกตัวอยู่ในนั้นอย่างไร

ทางช้างเผือกมากมาย

นักปรัชญาชื่อดัง อิมมานูเอล คานท์ คาดการณ์ถึงรากฐานของความเข้าใจสมัยใหม่เกี่ยวกับโครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาลย้อนกลับไปในปี 1755 เขาตั้งสมมติฐานว่าทางช้างเผือกเป็นกระจุกดาวหมุนรอบขนาดใหญ่ ในทางกลับกัน เนบิวลาจำนวนมากที่สังเกตพบก็มี "ทางช้างเผือก" ซึ่งอยู่ไกลออกไปมากกว่า - กาแลคซี อย่างไรก็ตาม จนถึงศตวรรษที่ 20 นักดาราศาสตร์ยืนยันว่าเนบิวลาทั้งหมดเป็นแหล่งกำเนิดดาวฤกษ์และเป็นส่วนหนึ่งของทางช้างเผือก

สถานการณ์เปลี่ยนไปเมื่อนักดาราศาสตร์เรียนรู้ที่จะวัดระยะทางระหว่างกาแลคซีโดยใช้ ความส่องสว่างสัมบูรณ์ของดาวฤกษ์ประเภทนี้ขึ้นอยู่กับระยะเวลาของความแปรปรวนอย่างเคร่งครัด เมื่อเปรียบเทียบความส่องสว่างสัมบูรณ์กับความสว่างที่มองเห็น จึงสามารถกำหนดระยะห่างจากความสว่างเหล่านั้นได้อย่างแม่นยำสูง วิธีการนี้ได้รับการพัฒนาในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 โดย Einar Hertzschrung และ Harlow Shelpi ต้องขอบคุณเขานักดาราศาสตร์โซเวียต Ernst Epic ในปี 1922 ได้กำหนดระยะทางถึงแอนโดรเมดาซึ่งกลายเป็นลำดับความสำคัญที่ใหญ่กว่าขนาดของทางช้างเผือก

Edwin Hubble สานต่อความคิดริเริ่มของ Epic ด้วยการวัดความสว่างของเซเฟอิดส์ในกาแลคซีอื่น เขาได้วัดระยะทางของพวกมันและเปรียบเทียบกับการเคลื่อนไปทางสีแดงในสเปกตรัมของพวกมัน ดัง​นั้น ใน​ปี 1929 พระองค์​ทรง​พัฒนา​กฎหมาย​ที่​โด่งดัง​ขึ้น. งานของเขาพิสูจน์หักล้างมุมมองที่ว่าทางช้างเผือกเป็นขอบจักรวาลอย่างแน่นอน ตอนนี้มันเป็นหนึ่งในกาแล็กซีหลายแห่งที่เคยถูกมองว่าเป็นส่วนหนึ่งของกาแล็กซีนี้ สมมติฐานของคานท์ได้รับการยืนยันเกือบสองศตวรรษหลังจากการพัฒนา

ต่อจากนั้น การเชื่อมต่อที่ค้นพบโดยฮับเบิลระหว่างระยะห่างของกาแลคซีจากผู้สังเกตการณ์เทียบกับความเร็วของการเคลื่อนออกจากเขา ทำให้สามารถวาดภาพโครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาลได้อย่างสมบูรณ์ ปรากฎว่ากาแลคซีเป็นเพียงส่วนเล็กๆ เท่านั้น พวกมันเชื่อมต่อกันเป็นกระจุก กระจุกเป็นกระจุกยิ่งยวด ในทางกลับกัน กระจุกดาราจักรก่อตัวเป็นโครงสร้างที่ใหญ่ที่สุดในเอกภพ ทั้งเส้นใยและผนัง โครงสร้างเหล่านี้ซึ่งอยู่ติดกับซุปเปอร์โมฆะขนาดใหญ่ () ประกอบขึ้นเป็นโครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาลที่เรารู้จักในปัจจุบัน

ปรากฏเป็นอนันต์

จากที่กล่าวไว้ข้างต้นว่าในเวลาเพียงไม่กี่ศตวรรษ วิทยาศาสตร์ได้ค่อยๆ กระพือปีกจาก geocentrism ไปสู่ความเข้าใจสมัยใหม่เกี่ยวกับจักรวาล อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ได้ตอบว่าทำไมเราถึงจำกัดจักรวาลในปัจจุบัน ท้ายที่สุด จนถึงตอนนี้ เรากำลังพูดถึงแค่ขนาดของอวกาศเท่านั้น และไม่เกี่ยวกับธรรมชาติของมันเลย

คนแรกที่ตัดสินใจพิสูจน์ความไม่มีที่สิ้นสุดของจักรวาลคือไอแซกนิวตัน เมื่อค้นพบกฎแรงโน้มถ่วงสากล เขาเชื่อว่าหากอวกาศมีจำกัด ร่างกายทั้งหมดของมันจะรวมเป็นหนึ่งเดียวไม่ช้าก็เร็ว ต่อหน้าเขาถ้าใครแสดงความคิดเกี่ยวกับความไม่มีที่สิ้นสุดของจักรวาลก็เป็นเพียงในสายปรัชญาเท่านั้น โดยไม่มีพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ใดๆ ตัวอย่างนี้คือจิออร์ดาโน บรูโน อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับคานท์ เขานำหน้าวิทยาศาสตร์มาหลายศตวรรษ เขาเป็นคนแรกที่ประกาศว่าดวงดาวเป็นดวงอาทิตย์ที่อยู่ห่างไกล และดาวเคราะห์ก็โคจรรอบพวกมันด้วย

ดูเหมือนว่าข้อเท็จจริงของความไม่มีที่สิ้นสุดนั้นค่อนข้างสมเหตุสมผลและชัดเจน แต่จุดเปลี่ยนของวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่ 20 สั่นคลอน "ความจริง" นี้

จักรวาลนิ่ง

ก้าวแรกที่สำคัญสู่การพัฒนาแบบจำลองจักรวาลยุคใหม่คืออัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ นักฟิสิกส์ชื่อดังได้แนะนำแบบจำลองจักรวาลนิ่งของเขาในปี 1917 แบบจำลองนี้มีพื้นฐานมาจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปซึ่งเขาได้พัฒนาขึ้นเมื่อปีที่แล้ว ตามแบบจำลองของเขา จักรวาลนั้นไม่มีที่สิ้นสุดในด้านเวลาและมีขอบเขตจำกัดในอวกาศ แต่ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ตามที่นิวตันกล่าวไว้ จักรวาลที่มีขนาดจำกัดจะต้องพังทลายลง ในการทำเช่นนี้ ไอน์สไตน์ได้แนะนำค่าคงที่ทางจักรวาลวิทยาซึ่งชดเชยแรงดึงดูดแรงโน้มถ่วงของวัตถุที่อยู่ห่างไกล

ไม่ว่ามันจะฟังดูขัดแย้งแค่ไหน ไอน์สไตน์ก็ไม่ได้จำกัดความจำกัดขอบเขตของจักรวาล ในความเห็นของเขา จักรวาลเป็นเปลือกปิดของไฮเปอร์สเฟียร์ การเปรียบเทียบคือพื้นผิวของทรงกลมสามมิติธรรมดา เช่น ลูกโลกหรือโลก ไม่ว่านักเดินทางจะเดินทางไปทั่วโลกมากแค่ไหน เขาก็ไม่มีวันไปถึงขอบโลก อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ได้หมายความว่าโลกไม่มีที่สิ้นสุด นักเดินทางจะกลับไปยังสถานที่ที่เขาเริ่มต้นการเดินทาง

บนพื้นผิวไฮเปอร์สเฟียร์

ในทำนองเดียวกัน ผู้พเนจรในอวกาศซึ่งเดินทางผ่านจักรวาลของไอน์สไตน์บนยานอวกาศ สามารถกลับมายังโลกได้ เฉพาะครั้งนี้ผู้พเนจรจะไม่เคลื่อนที่ไปตามพื้นผิวสองมิติของทรงกลม แต่ไปตามพื้นผิวสามมิติของไฮเปอร์สเฟียร์ ซึ่งหมายความว่าจักรวาลมีปริมาตรที่จำกัด ดังนั้นจึงมีจำนวนดาวและมวลที่จำกัด อย่างไรก็ตาม จักรวาลไม่มีขอบเขตหรือศูนย์กลางใดๆ

ไอน์สไตน์ได้ข้อสรุปเหล่านี้โดยการเชื่อมโยงอวกาศ เวลา และแรงโน้มถ่วงเข้าด้วยกันในทฤษฎีอันโด่งดังของเขา ก่อนหน้าเขา แนวคิดเหล่านี้ถือว่าแยกจากกัน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมพื้นที่ของจักรวาลจึงเป็นแบบยุคลิดล้วนๆ ไอน์สไตน์พิสูจน์ว่าแรงโน้มถ่วงนั้นเป็นความโค้งของกาล-อวกาศ สิ่งนี้ได้เปลี่ยนแปลงแนวคิดในยุคเริ่มแรกเกี่ยวกับธรรมชาติของจักรวาลไปอย่างสิ้นเชิง โดยอาศัยกลศาสตร์นิวตันคลาสสิกและเรขาคณิตแบบยุคลิด

จักรวาลที่กำลังขยายตัว

แม้แต่ผู้ค้นพบ "จักรวาลใหม่" เองก็ไม่ใช่คนแปลกหน้าสำหรับการหลงผิด แม้ว่าไอน์สไตน์จะจำกัดจักรวาลในอวกาศ แต่เขาก็ยังคงคิดว่ามันคงที่ ตามแบบจำลองของเขา จักรวาลเป็นและคงอยู่ชั่วนิรันดร์ และขนาดของมันยังคงเท่าเดิมเสมอ ในปี 1922 อเล็กซานเดอร์ ฟรีดแมน นักฟิสิกส์ชาวโซเวียตได้ขยายแบบจำลองนี้อย่างมีนัยสำคัญ ตามการคำนวณของเขา จักรวาลไม่คงที่เลย มันสามารถขยายหรือหดตัวเมื่อเวลาผ่านไป เป็นที่น่าสังเกตว่าฟรีดแมนมาถึงแบบจำลองดังกล่าวโดยใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพเดียวกัน เขาสามารถนำทฤษฎีนี้ไปใช้ได้อย่างถูกต้องมากขึ้น โดยข้ามค่าคงที่ทางจักรวาลวิทยาไป

อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ไม่ยอมรับ "การแก้ไข" นี้ในทันที โมเดลใหม่นี้ได้รับความช่วยเหลือจากการค้นพบฮับเบิลที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ การถดถอยของกาแลคซีพิสูจน์ให้เห็นถึงการขยายตัวของจักรวาลอย่างไม่ต้องสงสัย ไอน์สไตน์จึงต้องยอมรับความผิดพลาดของเขา ตอนนี้จักรวาลมีอายุที่แน่นอนซึ่งขึ้นอยู่กับค่าคงที่ของฮับเบิลอย่างเคร่งครัดซึ่งเป็นตัวกำหนดอัตราการขยายตัวของมัน

การพัฒนาจักรวาลวิทยาเพิ่มเติม

ขณะที่นักวิทยาศาสตร์พยายามตอบคำถามนี้ องค์ประกอบสำคัญอื่นๆ มากมายของจักรวาลก็ถูกค้นพบ และมีการพัฒนาแบบจำลองต่างๆ มากมาย ดังนั้นในปี 1948 George Gamow จึงได้เสนอสมมติฐาน "จักรวาลร้อน" ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นทฤษฎีบิ๊กแบง การค้นพบในปี 2508 ยืนยันความสงสัยของเขา ตอนนี้นักดาราศาสตร์สามารถสังเกตแสงที่มาจากช่วงเวลาที่จักรวาลโปร่งใสได้

สสารมืดซึ่งทำนายโดยฟริตซ์ ซวิคกี้ในปี พ.ศ. 2475 ได้รับการยืนยันในปี พ.ศ. 2518 สสารมืดอธิบายการมีอยู่จริงของกาแลคซี กระจุกกาแลคซี และโครงสร้างจักรวาลโดยรวม นี่คือวิธีที่นักวิทยาศาสตร์เรียนรู้ว่ามวลส่วนใหญ่ของจักรวาลนั้นมองไม่เห็นเลย

ในที่สุด ในปี 1998 ระหว่างการศึกษาระยะทางถึง พบว่าจักรวาลกำลังขยายตัวในอัตราเร่ง จุดเปลี่ยนล่าสุดทางวิทยาศาสตร์นี้ให้กำเนิดความเข้าใจสมัยใหม่เกี่ยวกับธรรมชาติของจักรวาล ค่าสัมประสิทธิ์จักรวาลวิทยาที่ไอน์สไตน์แนะนำและข้องแวะโดยฟรีดแมน กลับพบตำแหน่งในแบบจำลองของจักรวาลอีกครั้ง การมีอยู่ของสัมประสิทธิ์จักรวาลวิทยา (ค่าคงที่จักรวาลวิทยา) อธิบายการขยายตัวแบบเร่งของมัน เพื่ออธิบายการมีอยู่ของค่าคงที่ทางจักรวาลวิทยา จึงได้นำแนวคิดเกี่ยวกับสนามสมมุติที่มีมวลส่วนใหญ่ของจักรวาลมาใช้

ความเข้าใจสมัยใหม่เกี่ยวกับขนาดของจักรวาลที่สังเกตได้

แบบจำลองจักรวาลสมัยใหม่เรียกอีกอย่างว่าแบบจำลอง ΛCDM ตัวอักษร "Λ" หมายถึงการมีค่าคงที่ทางจักรวาลวิทยา ซึ่งอธิบายการขยายตัวด้วยความเร่งของจักรวาล "CDM" หมายความว่าจักรวาลเต็มไปด้วยสสารมืดเย็น การศึกษาล่าสุดระบุว่าค่าคงที่ของฮับเบิลอยู่ที่ประมาณ 71 (กม./วินาที)/Mpc ซึ่งสอดคล้องกับอายุของจักรวาล 13.75 พันล้านปี เมื่อทราบอายุของจักรวาล เราก็สามารถประมาณขนาดของบริเวณที่สังเกตได้

ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพ ข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุใดๆ ไม่สามารถไปถึงผู้สังเกตได้ด้วยความเร็วที่มากกว่าความเร็วแสง (299,792,458 m/s) ปรากฎว่าผู้สังเกตการณ์ไม่เพียงมองเห็นวัตถุเท่านั้น แต่ยังมองเห็นอดีตอีกด้วย ยิ่งวัตถุอยู่ห่างจากเขามากเท่าใด เขาก็ยิ่งมองอดีตที่ห่างไกลมากขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น เมื่อมองดูดวงจันทร์ เราจะเห็นว่าเมื่อหนึ่งวินาทีที่แล้วเล็กน้อย ดวงอาทิตย์ - มากกว่าแปดนาทีที่แล้ว ดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุด - หลายปี กาแล็กซี - ล้านปีก่อน เป็นต้น ในแบบจำลองคงที่ของไอน์สไตน์ จักรวาลไม่มีการจำกัดอายุ ซึ่งหมายความว่าบริเวณที่สังเกตได้นั้นไม่ได้ถูกจำกัดด้วยสิ่งใดๆ เช่นกัน ผู้สังเกตการณ์ซึ่งติดอาวุธด้วยเครื่องมือทางดาราศาสตร์ที่ซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ จะสังเกตวัตถุโบราณที่อยู่ห่างไกลมากขึ้นเรื่อยๆ

เรามีภาพที่แตกต่างจากแบบจำลองสมัยใหม่ของจักรวาล ตามนั้น จักรวาลมีอายุ ดังนั้นจึงมีข้อจำกัดในการสังเกต กล่าวคือ นับตั้งแต่กำเนิดจักรวาล ไม่มีโฟตอนใดที่สามารถเดินทางได้ไกลเกินกว่า 13.75 พันล้านปีแสง ปรากฎว่าเราสามารถพูดได้ว่าจักรวาลที่สังเกตได้นั้นถูกจำกัดจากผู้สังเกตการณ์ให้เหลือเพียงบริเวณทรงกลมที่มีรัศมี 13.75 พันล้านปีแสง อย่างไรก็ตาม นี่ไม่เป็นความจริงทั้งหมด เราไม่ควรลืมเกี่ยวกับการขยายตัวของอวกาศของจักรวาล เมื่อโฟตอนไปถึงผู้สังเกตการณ์ วัตถุที่ปล่อยออกมาจะอยู่ห่างจากเราออกไป 45.7 พันล้านปีแสง ปี. ขนาดนี้คือขอบฟ้าของอนุภาค มันเป็นขอบเขตของจักรวาลที่สังเกตได้

เหนือขอบฟ้า

ดังนั้นขนาดของเอกภพที่สังเกตได้จึงแบ่งออกเป็นสองประเภท ขนาดที่ปรากฏ เรียกอีกอย่างว่ารัศมีฮับเบิล (13.75 พันล้านปีแสง) และขนาดที่แท้จริงเรียกว่าขอบฟ้าอนุภาค (45.7 พันล้านปีแสง) สิ่งสำคัญคือขอบฟ้าทั้งสองนี้ไม่ได้แสดงถึงขนาดที่แท้จริงของจักรวาลเลย ประการแรก ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของผู้สังเกตการณ์ในอวกาศ ประการที่สอง พวกเขาเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา ในกรณีของแบบจำลอง ΛCDM ขอบฟ้าอนุภาคจะขยายตัวด้วยความเร็วที่มากกว่าขอบฟ้าฮับเบิล วิทยาศาสตร์สมัยใหม่ไม่ได้ตอบคำถามว่าแนวโน้มนี้จะเปลี่ยนแปลงไปในอนาคตหรือไม่ แต่ถ้าเราสมมุติว่าจักรวาลยังคงขยายตัวด้วยความเร่ง วัตถุทั้งหมดที่เราเห็นอยู่ตอนนี้ก็จะหายไปจาก "ขอบเขตการมองเห็น" ของเราไม่ช้าก็เร็ว

ในปัจจุบัน แสงที่อยู่ไกลที่สุดที่นักดาราศาสตร์สังเกตได้คือรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล เมื่อมองเข้าไป นักวิทยาศาสตร์มองเห็นจักรวาลเหมือนหลังจากบิ๊กแบง 380,000 ปี ในขณะนี้ จักรวาลเย็นลงพอที่จะสามารถปล่อยโฟตอนอิสระ ซึ่งตรวจพบได้ในปัจจุบันด้วยความช่วยเหลือของกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ในเวลานั้น ไม่มีดวงดาวหรือกาแล็กซีใดๆ ในเอกภพ มีเพียงเมฆไฮโดรเจน ฮีเลียม และองค์ประกอบอื่นๆ จำนวนเล็กน้อยที่ต่อเนื่องกัน จากความไม่เป็นเนื้อเดียวกันที่สังเกตได้ในเมฆนี้ กระจุกกาแลคซีก็จะก่อตัวขึ้นในภายหลัง ปรากฎว่าวัตถุเหล่านั้นที่จะถูกสร้างขึ้นจากความไม่เป็นเนื้อเดียวกันในการแผ่รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาลนั้นตั้งอยู่ใกล้กับขอบฟ้าของอนุภาคมากที่สุด

ขอบเขตที่แท้จริง

ไม่ว่าจักรวาลจะมีขอบเขตที่แท้จริงและสังเกตไม่ได้หรือไม่นั้นยังคงเป็นเรื่องของการคาดการณ์ทางวิทยาศาสตร์เทียม ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งทุกคนเห็นด้วยกับความไม่มีที่สิ้นสุดของจักรวาล แต่ตีความความไม่มีที่สิ้นสุดนี้ในรูปแบบที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง บางคนคิดว่าจักรวาลมีหลายมิติ โดยที่จักรวาลสามมิติ "ในท้องถิ่น" ของเราเป็นเพียงชั้นเดียวเท่านั้น บางคนบอกว่าจักรวาลนั้นเป็นเศษส่วน ซึ่งหมายความว่าจักรวาลในท้องถิ่นของเราอาจเป็นอนุภาคของอีกจักรวาลหนึ่ง เราไม่ควรลืมโมเดลต่างๆ ของ Multiverse ที่มีจักรวาลแบบปิด เปิด ขนาน และรูหนอน และยังมีเวอร์ชันต่างๆ มากมาย ซึ่งจำนวนนี้จำกัดด้วยจินตนาการของมนุษย์เท่านั้น

แต่ถ้าเราเปิดการใช้ความสมจริงแบบเย็นหรือเพียงแค่ถอยห่างจากสมมติฐานเหล่านี้ เราก็สามารถสรุปได้ว่าจักรวาลของเรานั้นเป็นภาชนะเนื้อเดียวกันที่ไม่มีที่สิ้นสุดของดวงดาวและกาแล็กซีทั้งหมด ยิ่งกว่านั้น ณ จุดใดก็ตามที่ห่างไกลออกไป ไม่ว่าจะเป็นกิกะไบต์พาร์เซกนับพันล้านจากเรา เงื่อนไขทั้งหมดก็จะเหมือนกันทุกประการ ณ จุดนี้ ขอบฟ้าของอนุภาคและทรงกลมฮับเบิลจะเหมือนกันทุกประการ โดยมีการแผ่รังสีที่สะท้อนเหมือนกันที่ขอบของพวกมัน จะมีดวงดาวและกาแล็กซีเดียวกันอยู่รอบๆ สิ่งที่น่าสนใจคือสิ่งนี้ไม่ได้ขัดแย้งกับการขยายตัวของจักรวาล ท้ายที่สุดแล้ว ไม่ใช่แค่จักรวาลที่กำลังขยายตัวเท่านั้น แต่ยังมีพื้นที่ของมันเองด้วย ความจริงที่ว่าในช่วงเวลาที่เกิดบิ๊กแบง จักรวาลเกิดขึ้นจากจุดหนึ่งเท่านั้น หมายความว่ามิติที่เล็กอย่างไร้ขอบเขต (แทบจะเป็นศูนย์) ซึ่งตอนนั้นกลายเป็นมิติที่ใหญ่เกินจินตนาการ ในอนาคต เราจะใช้สมมติฐานนี้อย่างแม่นยำเพื่อทำความเข้าใจขนาดของจักรวาลที่สังเกตได้อย่างชัดเจน

การแสดงภาพ

แหล่งข้อมูลหลายแห่งมีแบบจำลองภาพทุกประเภทที่ช่วยให้ผู้คนเข้าใจขนาดของจักรวาลได้ อย่างไรก็ตาม การตระหนักว่าจักรวาลนี้ใหญ่แค่ไหนยังไม่เพียงพอสำหรับเรา สิ่งสำคัญคือต้องจินตนาการว่าแนวความคิดเช่นขอบฟ้าฮับเบิลและขอบฟ้าอนุภาคปรากฏออกมาอย่างไร เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ลองจินตนาการถึงแบบจำลองของเราทีละขั้นตอน

ลืมไปว่าวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ไม่รู้เกี่ยวกับภูมิภาค "ต่างประเทศ" ของจักรวาล หากละทิ้งเวอร์ชันของลิขสิทธิ์ จักรวาลแฟร็กทัล และ "ความหลากหลาย" อื่นๆ ของมัน ลองจินตนาการว่ามันไม่มีที่สิ้นสุด ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ สิ่งนี้ไม่ขัดแย้งกับการขยายพื้นที่ แน่นอน ลองพิจารณาว่าทรงกลมฮับเบิลและทรงกลมอนุภาคของมันมีค่าเท่ากับ 13.75 และ 45.7 พันล้านปีแสงตามลำดับ

ขนาดของจักรวาล

กดปุ่ม START และค้นพบโลกใหม่ที่ไม่มีใครรู้จัก!
ก่อนอื่น เรามาทำความเข้าใจก่อนว่า Universal Scale มีขนาดใหญ่เพียงใด หากคุณได้เดินทางไปรอบโลกของเรา คุณคงจินตนาการได้ว่าโลกนี้ใหญ่สำหรับเราขนาดไหน ทีนี้ลองจินตนาการถึงโลกของเราว่าเป็นเม็ดบัควีตที่เคลื่อนที่ในวงโคจรรอบแตงโมซึ่งมีขนาดเท่าดวงอาทิตย์ครึ่งหนึ่งของสนามฟุตบอล ในกรณีนี้ วงโคจรของดาวเนปจูนจะสัมพันธ์กับขนาดของเมืองเล็ก ๆ พื้นที่จะสัมพันธ์กับดวงจันทร์ และพื้นที่ขอบเขตอิทธิพลของดวงอาทิตย์จะสัมพันธ์กับดาวอังคาร ปรากฎว่าระบบสุริยะของเรามีขนาดใหญ่กว่าโลกมากพอ ๆ กับที่ดาวอังคารมีขนาดใหญ่กว่าบัควีต! แต่นี่เป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น

ทีนี้ลองจินตนาการว่าบัควีทนี้จะเป็นระบบของเรา ซึ่งมีขนาดประมาณเท่ากับหนึ่งพาร์เซก จากนั้นทางช้างเผือกจะมีขนาดเท่ากับสนามฟุตบอลสองสนาม อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้จะไม่เพียงพอสำหรับเรา ทางช้างเผือกจะต้องลดขนาดลงเป็นเซนติเมตรด้วย มันจะมีลักษณะคล้ายโฟมกาแฟที่ห่ออยู่ในอ่างน้ำวนที่อยู่ตรงกลางอวกาศอวกาศสีดำกาแฟ จากนั้นอีกยี่สิบเซนติเมตรจะมี "เศษ" เกลียวเดียวกัน - แอนโดรเมดาเนบิวลา รอบๆ พวกมันจะมีกาแลคซีเล็กๆ มากมายในกระจุกท้องถิ่นของเรา ขนาดที่ชัดเจนของจักรวาลของเราคือ 9.2 กิโลเมตร เราเข้าใจมิติสากลแล้ว

ภายในฟองสบู่สากล

อย่างไรก็ตาม การเข้าใจสเกลนั้นยังไม่เพียงพอสำหรับเรา สิ่งสำคัญคือต้องตระหนักถึงจักรวาลในพลวัต ลองจินตนาการว่าเราเป็นยักษ์ซึ่งมีทางช้างเผือกมีเส้นผ่านศูนย์กลางเซนติเมตร ดังที่กล่าวไว้เมื่อกี้ เราจะพบว่าตัวเองอยู่ในลูกบอลที่มีรัศมี 4.57 และเส้นผ่านศูนย์กลาง 9.24 กิโลเมตร ลองจินตนาการว่าเราสามารถลอยอยู่ในลูกบอลนี้ เดินทางได้ครอบคลุมเมกะพาร์เซกทั้งหมดในหนึ่งวินาที เราจะเห็นอะไรถ้าจักรวาลของเราไม่มีที่สิ้นสุด?

แน่นอนว่ากาแล็กซีทุกประเภทจำนวนนับไม่ถ้วนจะปรากฏขึ้นต่อหน้าเรา ทรงรี, เกลียว, ไม่สม่ำเสมอ บางพื้นที่จะเต็มไปด้วยพื้นที่เหล่านี้ บางพื้นที่จะว่างเปล่า คุณสมบัติหลักคือเมื่อมองเห็นพวกมันทั้งหมดจะไม่เคลื่อนไหวในขณะที่เราไม่เคลื่อนไหว แต่ทันทีที่เราก้าวออกไป กาแลคซีเองก็จะเริ่มเคลื่อนที่ ตัวอย่างเช่น ถ้าเราสามารถมองเห็นระบบสุริยะด้วยกล้องจุลทรรศน์ในทางช้างเผือกที่ยาวเป็นเซนติเมตร เราก็จะสามารถสังเกตการพัฒนาของมันได้ เมื่อเคลื่อนตัวออกไปจากกาแลคซีของเรา 600 เมตร เราจะเห็นดาวฤกษ์ดวงอาทิตย์และดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ในขณะที่ก่อตัว เมื่อเข้าใกล้เราจะเห็นว่าโลกปรากฏขึ้นสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นและมนุษย์ปรากฏขึ้นอย่างไร ในทำนองเดียวกัน เราจะเห็นว่ากาแลคซีเปลี่ยนแปลงและเคลื่อนที่อย่างไรเมื่อเราเคลื่อนตัวออกหรือเข้าใกล้พวกมัน

ด้วยเหตุนี้ ยิ่งเรามองดูกาแลคซีที่อยู่ไกลออกไปมากเท่าไร พวกมันก็จะยิ่งเก่าแก่มากขึ้นสำหรับเรา ดังนั้นกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลที่สุดจะอยู่ห่างจากเรามากกว่า 1,300 เมตร และเมื่อถึงโค้ง 1,380 เมตร เราก็จะเห็นการแผ่รังสีที่สะท้อนออกมาแล้ว จริงอยู่ที่ระยะนี้จะเป็นจินตนาการสำหรับเรา อย่างไรก็ตาม เมื่อเราเข้าใกล้รังสีไมโครเวฟพื้นหลังคอสมิกมากขึ้น เราจะเห็นภาพที่น่าสนใจ โดยธรรมชาติแล้ว เราจะสังเกตว่ากาแลคซีจะก่อตัวและพัฒนาอย่างไรจากกลุ่มเมฆไฮโดรเจนเริ่มแรก เมื่อเราไปถึงกาแลคซีที่ก่อตัวขึ้นแห่งหนึ่ง เราจะเข้าใจว่าเราได้ครอบคลุมไปแล้วไม่ถึง 1.375 กิโลเมตร แต่ครอบคลุมทั้งหมด 4.57 กิโลเมตร

กำลังซูมออก

ส่งผลให้เรามีขนาดเพิ่มขึ้นมากยิ่งขึ้น ตอนนี้เราสามารถวางช่องว่างและกำแพงทั้งหมดไว้ในกำปั้นได้ ดังนั้นเราจะพบว่าตัวเองอยู่ในฟองสบู่ที่ค่อนข้างเล็กซึ่งไม่สามารถออกไปได้ ไม่เพียงแต่ระยะห่างจากวัตถุที่ขอบของฟองจะเพิ่มขึ้นเมื่อเข้าใกล้มากขึ้นเท่านั้น แต่ขอบเองก็จะเปลี่ยนไปอย่างไม่มีกำหนดด้วย นี่คือจุดรวมของขนาดจักรวาลที่สังเกตได้

ไม่ว่าจักรวาลจะใหญ่แค่ไหน ผู้สังเกตการณ์ก็จะยังคงเป็นฟองสบู่ที่มีขอบเขตจำกัดเสมอ ผู้สังเกตการณ์จะเป็นศูนย์กลางของฟองนี้เสมอ จริงๆ แล้วฟองสบู่คือศูนย์กลางของมัน พยายามที่จะเข้าถึงวัตถุใดๆ ที่อยู่ขอบฟอง ผู้สังเกตจะเลื่อนจุดศูนย์กลางของมัน เมื่อคุณเข้าใกล้วัตถุ วัตถุนี้จะเคลื่อนที่มากขึ้นเรื่อยๆ จากขอบของฟองอากาศ และในขณะเดียวกันก็เปลี่ยนไป ตัวอย่างเช่น จากเมฆไฮโดรเจนที่ไม่มีรูปร่าง มันจะกลายเป็นดาราจักรที่เต็มเปี่ยม หรือยิ่งกว่านั้นคือกระจุกดาราจักร นอกจากนี้ เส้นทางไปยังวัตถุนี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อคุณเข้าใกล้ เนื่องจากพื้นที่โดยรอบจะเปลี่ยนไป เมื่อไปถึงวัตถุนี้แล้ว เราจะย้ายมันจากขอบฟองไปที่กึ่งกลางเท่านั้น ที่ขอบจักรวาล การแผ่รังสีจะยังคงสั่นไหว

หากเราสมมติว่าจักรวาลจะยังคงขยายตัวในอัตราเร่งต่อไป จากนั้นเมื่ออยู่ในใจกลางของฟองสบู่และเวลาเคลื่อนไปข้างหน้าเป็นพันล้าน ล้านล้าน หรือสูงกว่านั้นอีกหลายปี เราจะสังเกตเห็นภาพที่น่าสนใจมากยิ่งขึ้น แม้ว่าฟองสบู่ของเราจะเพิ่มขนาดขึ้นด้วย แต่ส่วนประกอบที่เปลี่ยนแปลงไปก็จะเคลื่อนตัวออกไปจากเราเร็วยิ่งขึ้น โดยออกจากขอบของฟองนี้ จนกว่าแต่ละอนุภาคในจักรวาลจะเดินแยกกันในฟองโดดเดี่ยวโดยไม่มีโอกาสโต้ตอบกับอนุภาคอื่น

ดังนั้น วิทยาศาสตร์สมัยใหม่จึงไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับขนาดที่แท้จริงของจักรวาลและไม่มีขอบเขตหรือไม่ แต่เรารู้แน่ว่าจักรวาลที่สังเกตได้นั้นมีขอบเขตที่มองเห็นได้และเป็นความจริง เรียกว่ารัศมีฮับเบิล (13.75 พันล้านปีแสง) และรัศมีอนุภาค (45.7 พันล้านปีแสง) ตามลำดับ ขอบเขตเหล่านี้ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของผู้สังเกตการณ์ในอวกาศและขยายออกไปเมื่อเวลาผ่านไป ถ้ารัศมีของฮับเบิลขยายอย่างเข้มงวดด้วยความเร็วแสง การขยายตัวของขอบฟ้าอนุภาคก็จะถูกเร่งด้วย คำถามที่ว่าความเร่งของขอบฟ้าอนุภาคจะดำเนินต่อไปต่อไปหรือไม่ และจะถูกแทนที่ด้วยการบีบอัดหรือไม่ ยังคงเปิดอยู่

ซึ่งอยู่บนนั้น โดยส่วนใหญ่แล้ว เราทุกคนถูกล่ามโซ่ไว้กับสถานที่ที่เราอาศัยและทำงาน ขนาดของโลกของเรานั้นน่าทึ่ง แต่ก็ไม่มีอะไรเทียบได้กับจักรวาลอย่างแน่นอน อย่างที่พวกเขาพูด - "เกิดมาสายเกินไปที่จะสำรวจโลก และเร็วเกินไปที่จะสำรวจอวกาศ"- มันยังเป็นการดูถูกอีกด้วย อย่างไรก็ตาม มาเริ่มกันเลย - ระวังอย่าให้เวียนหัว

1. นี่คือโลก

นี่คือดาวเคราะห์ดวงเดียวกับที่ปัจจุบันเป็นบ้านเพียงแห่งเดียวของมนุษยชาติ สถานที่ที่ชีวิตปรากฏขึ้นอย่างน่าอัศจรรย์ (หรืออาจจะไม่น่าอัศจรรย์นัก) และในระหว่างวิวัฒนาการคุณและฉันก็ได้ปรากฏตัวขึ้น

2. สถานที่ของเราในระบบสุริยะ

แน่นอนว่าวัตถุอวกาศขนาดใหญ่ที่ใกล้ที่สุดที่ล้อมรอบเราคือเพื่อนบ้านของเราในระบบสุริยะ ทุกคนจำชื่อของตนตั้งแต่วัยเด็กและในระหว่างบทเรียนเกี่ยวกับโลกรอบตัวพวกเขาก็สร้างแบบจำลอง มันบังเอิญว่าแม้แต่ในหมู่พวกเขา เราก็ไม่ใช่ผู้ที่ใหญ่ที่สุด...

3. ระยะห่างระหว่างโลกกับดวงจันทร์ของเรา

ดูเหมือนไม่ไกลขนาดนั้นใช่ไหม? และถ้าเราคำนึงถึงความเร็วสมัยใหม่ด้วย มันก็จะ “ไม่มีอะไรเลย”

4.อันที่จริงมันค่อนข้างไกล

หากคุณพยายามอย่างแม่นยำและสะดวกสบาย - ระหว่างดาวเคราะห์กับดาวเทียมคุณสามารถวางดาวเคราะห์ที่เหลือในระบบสุริยะได้อย่างง่ายดาย

5. อย่างไรก็ตาม มาพูดถึงดาวเคราะห์กันต่อ

ก่อนที่คุณจะเป็นทวีปอเมริกาเหนือราวกับว่ามันถูกวางไว้บนดาวพฤหัสบดี ใช่แล้ว จุดสีเขียวเล็กๆ นี้คืออเมริกาเหนือ คุณลองจินตนาการดูว่าโลกของเราจะใหญ่แค่ไหนหากเราย้ายมันไปสู่ระดับดาวพฤหัสบดี? ผู้คนคงจะยังค้นพบดินแดนใหม่)

6. นี่คือโลกเมื่อเทียบกับดาวพฤหัสบดี

แม่นยำยิ่งขึ้นหก Earths - เพื่อความชัดเจน

7. วงแหวนดาวเสาร์ครับ

วงแหวนของดาวเสาร์จะมีลักษณะที่งดงามหากโคจรรอบโลก ดูที่โพลินีเซียสิ - เหมือนกับไอคอน Opera ใช่ไหม?

8. มาเปรียบเทียบโลกกับดวงอาทิตย์กันดีกว่า?

บนท้องฟ้าดูไม่ใหญ่โตนัก...

9. นี่คือมุมมองของโลกเมื่อมองจากดวงจันทร์

สวยใช่มั้ยล่ะ? โดดเดี่ยวเหลือเกินกับฉากหลังของความว่างเปล่า หรือไม่ว่าง? มาต่อกัน...

10. และจากดาวอังคาร

ฉันพนันได้เลยว่าคุณคงไม่สามารถบอกได้ว่านี่คือโลกหรือไม่

11. นี่คือภาพถ่ายของโลกที่อยู่เลยวงแหวนดาวเสาร์ออกไป

12. แต่อยู่เหนือดาวเนปจูน

เพียง 4.5 พันล้านกิโลเมตร จะต้องใช้เวลานานเท่าใดในการค้นหา?

13. กลับไปที่ดาวฤกษ์ที่เรียกว่าดวงอาทิตย์กันดีกว่า

เป็นภาพที่น่าทึ่งใช่ไหม?

14. นี่คือดวงอาทิตย์จากพื้นผิวดาวอังคาร

15. และนี่คือการเปรียบเทียบกับสเกลของดาว VY Canis Majoris

คุณชอบมันอย่างไร? ยิ่งกว่าน่าประทับใจ คุณจินตนาการถึงพลังงานที่กระจุกตัวอยู่ที่นั่นได้ไหม?

16. แต่ทั้งหมดนี้เป็นเรื่องไร้สาระหากเราเปรียบเทียบดาวฤกษ์ของเรากับขนาดของกาแลคซีทางช้างเผือก

เพื่อให้ชัดเจนยิ่งขึ้น ลองจินตนาการว่าเราบีบอัดดวงอาทิตย์ให้มีขนาดเท่าเซลล์เม็ดเลือดขาว ในกรณีนี้ขนาดของทางช้างเผือกก็ค่อนข้างจะเทียบได้กับขนาดของรัสเซียเป็นต้น นี่คือทางช้างเผือก

17. โดยทั่วไปแล้ว ดวงดาวมีขนาดใหญ่มาก

ทุกสิ่งที่อยู่ในวงกลมสีเหลืองนี้คือทุกสิ่งที่คุณเห็นในเวลากลางคืนจากโลก ส่วนที่เหลือไม่สามารถเข้าถึงได้ด้วยตาเปล่า

18. แต่มีกาแลคซีอื่นอยู่

นี่คือทางช้างเผือกเมื่อเทียบกับกาแลคซี IC 1011 ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 350 ล้านปีแสง

เรามาข้ามเรื่องกันอีกแล้วเหรอ?

ดังนั้น โลกนี้คือบ้านของเรา

มาดูขนาดของระบบสุริยะกันดีกว่า...


ซูมออกไปอีกหน่อย...

และตอนนี้ก็ถึงขนาดของทางช้างเผือกแล้ว...

มาลดกันต่อครับ...

และอีกอย่างหนึ่ง...

ใกล้พร้อมแล้ว ไม่ต้องห่วง...

พร้อม! เสร็จ!

นี่คือทั้งหมดที่มนุษยชาติสามารถสังเกตได้โดยใช้เทคโนโลยีสมัยใหม่ ไม่ใช่มดด้วยซ้ำ...ตัดสินเอาเองอย่าเพิ่งบ้าไป...

ตาชั่งดังกล่าวยากที่จะเข้าใจด้วยซ้ำ แต่มีคนประกาศอย่างมั่นใจว่าเราอยู่คนเดียวในจักรวาล แม้ว่าพวกเขาจะไม่แน่ใจจริงๆ ว่าชาวอเมริกันอยู่บนดวงจันทร์หรือไม่ก็ตาม

อยู่นั่นนะพวก... อยู่ตรงนั้นนะ