Kích thước của vũ trụ là từ một nguyên tử đến. Kích thước của vũ trụ

Bạn có biết rằng Vũ trụ mà chúng ta quan sát có ranh giới khá rõ ràng? Chúng ta đã quen với việc liên kết Vũ trụ với một thứ gì đó vô hạn và không thể hiểu được. Tuy nhiên, khoa học hiện đại khi được hỏi về “sự vô tận” của Vũ trụ lại đưa ra một câu trả lời hoàn toàn khác cho câu hỏi “hiển nhiên” như vậy.

Theo các khái niệm hiện đại, kích thước của Vũ trụ quan sát được là khoảng 45,7 tỷ năm ánh sáng (hay 14,6 gigaparsec). Nhưng những con số này có ý nghĩa gì?

Câu hỏi đầu tiên xuất hiện trong đầu một người bình thường là làm sao Vũ trụ lại không vô hạn? Có vẻ như không thể chối cãi rằng nơi chứa đựng tất cả những gì tồn tại xung quanh chúng ta là không có ranh giới. Nếu những ranh giới này tồn tại thì chính xác chúng là gì?

Giả sử một số phi hành gia đạt đến ranh giới của Vũ trụ. Anh ta sẽ nhìn thấy gì trước mặt? Một bức tường vững chắc? Tường chắn lửa? Và đằng sau nó là gì - sự trống rỗng? Một vũ trụ khác? Nhưng liệu sự trống rỗng hay một Vũ trụ khác có thể có nghĩa là chúng ta đang ở biên giới của vũ trụ? Rốt cuộc, điều này không có nghĩa là không có gì ở đó. Sự trống rỗng và một Vũ trụ khác cũng là “thứ gì đó”. Nhưng Vũ trụ là thứ chứa đựng hoàn toàn mọi thứ “thứ gì đó”.

Chúng ta đi đến một sự mâu thuẫn tuyệt đối. Hóa ra ranh giới của Vũ trụ phải che giấu chúng ta một thứ không nên tồn tại. Hoặc ranh giới của Vũ trụ sẽ ngăn cách “mọi thứ” với “thứ gì đó”, nhưng “thứ gì đó” này cũng phải là một phần của “mọi thứ”. Nói chung là hoàn toàn vô lý. Vậy thì làm thế nào các nhà khoa học có thể tuyên bố kích thước, khối lượng và thậm chí tuổi giới hạn của Vũ trụ của chúng ta? Những giá trị này, mặc dù lớn đến mức không thể tưởng tượng được, nhưng vẫn hữu hạn. Khoa học có tranh luận với điều hiển nhiên không? Để hiểu điều này, trước tiên chúng ta hãy tìm hiểu xem con người đã đạt đến sự hiểu biết hiện đại về Vũ trụ như thế nào.

Mở rộng ranh giới

Từ xa xưa, con người đã quan tâm đến thế giới xung quanh mình như thế nào. Không cần phải đưa ra ví dụ về tam trụ và những nỗ lực khác của người xưa để giải thích về vũ trụ. Như một quy luật, cuối cùng tất cả đều quy về thực tế là nền tảng của vạn vật là bề mặt trái đất. Ngay cả trong thời cổ đại và thời Trung cổ, khi các nhà thiên văn học đã có kiến ​​thức sâu rộng về các quy luật chuyển động của các hành tinh dọc theo thiên cầu “cố định”, Trái đất vẫn là trung tâm của Vũ trụ.

Đương nhiên, ngay cả ở Hy Lạp cổ đại cũng có những người tin rằng Trái đất quay quanh Mặt trời. Có những người đã nói về nhiều thế giới và sự vô tận của Vũ trụ. Nhưng những biện minh mang tính xây dựng cho những lý thuyết này chỉ xuất hiện ở bước ngoặt của cuộc cách mạng khoa học.

Vào thế kỷ 16, nhà thiên văn học người Ba Lan Nicolaus Copernicus đã thực hiện bước đột phá lớn đầu tiên trong hiểu biết về Vũ trụ. Ông đã chứng minh một cách chắc chắn rằng Trái đất chỉ là một trong số các hành tinh quay quanh Mặt trời. Một hệ thống như vậy đã đơn giản hóa rất nhiều việc giải thích về sự chuyển động phức tạp và phức tạp của các hành tinh trong thiên cầu. Trong trường hợp Trái đất đứng yên, các nhà thiên văn học đã phải đưa ra đủ loại lý thuyết thông minh để giải thích hành vi này của các hành tinh. Mặt khác, nếu Trái đất được chấp nhận là đang chuyển động thì lời giải thích cho những chuyển động phức tạp như vậy sẽ xuất hiện một cách tự nhiên. Do đó, một mô hình mới gọi là “thuyết nhật tâm” đã được áp dụng trong thiên văn học.

Nhiều mặt trời

Tuy nhiên, ngay cả sau đó, các nhà thiên văn học vẫn tiếp tục giới hạn Vũ trụ trong “quả cầu của các ngôi sao cố định”. Cho đến thế kỷ 19, người ta vẫn chưa thể ước tính được khoảng cách tới các ngôi sao. Trong nhiều thế kỷ, các nhà thiên văn học đã cố gắng phát hiện những sai lệch về vị trí của các ngôi sao so với chuyển động quỹ đạo của Trái đất (thị sai hàng năm) nhưng vô ích. Các dụng cụ thời đó không cho phép đo lường chính xác như vậy.

Cuối cùng, vào năm 1837, nhà thiên văn học người Nga gốc Đức Vasily Struve đã đo được thị sai. Điều này đánh dấu một bước tiến mới trong việc tìm hiểu quy mô của không gian. Bây giờ các nhà khoa học có thể nói một cách an toàn rằng các ngôi sao có những điểm tương đồng xa với Mặt trời. Và ngôi sao sáng của chúng ta không còn là trung tâm của mọi thứ mà là một “cư dân” bình đẳng của một cụm sao vô tận.

Các nhà thiên văn học thậm chí còn tiến gần hơn đến việc hiểu được quy mô của Vũ trụ, bởi vì khoảng cách đến các ngôi sao hóa ra thực sự rất khủng khiếp. Ngay cả kích thước quỹ đạo của các hành tinh cũng dường như không đáng kể khi so sánh. Tiếp theo, cần phải hiểu các ngôi sao tập trung như thế nào.

Nhiều dải ngân hà

Nhà triết học nổi tiếng Immanuel Kant đã dự đoán nền tảng của sự hiểu biết hiện đại về cấu trúc quy mô lớn của Vũ trụ vào năm 1755. Ông đưa ra giả thuyết rằng Dải Ngân hà là một cụm sao quay khổng lồ. Đổi lại, nhiều tinh vân được quan sát cũng là những “dải ngân hà” xa hơn - các thiên hà. Mặc dù vậy, cho đến thế kỷ 20, các nhà thiên văn học vẫn tin rằng tất cả các tinh vân đều là nguồn hình thành sao và là một phần của Dải Ngân hà.

Tình hình đã thay đổi khi các nhà thiên văn học cách đo khoảng cách giữa các thiên hà bằng cách sử dụng . Độ sáng tuyệt đối của các sao loại này phụ thuộc hoàn toàn vào chu kỳ biến thiên của chúng. Bằng cách so sánh độ sáng tuyệt đối của chúng với độ sáng nhìn thấy được, có thể xác định khoảng cách đến chúng với độ chính xác cao. Phương pháp này được phát triển vào đầu thế kỷ 20 bởi Einar Hertzschrung và Harlow Scelpi. Nhờ ông, nhà thiên văn học Liên Xô Ernst Epic vào năm 1922 đã xác định được khoảng cách tới Andromeda, hóa ra là một cấp độ lớn hơn kích thước của Dải Ngân hà.

Edwin Hubble tiếp tục sáng kiến ​​của Epic. Bằng cách đo độ sáng của các Cepheid trong các thiên hà khác, ông đo khoảng cách của chúng và so sánh nó với độ dịch chuyển đỏ trong quang phổ của chúng. Vì vậy vào năm 1929 ông đã phát triển định luật nổi tiếng của mình. Công trình của ông đã bác bỏ dứt khoát quan điểm đã có sẵn rằng Dải Ngân hà là rìa của Vũ trụ. Bây giờ nó là một trong nhiều thiên hà từng được coi là một phần của nó. Giả thuyết của Kant đã được xác nhận gần hai thế kỷ sau khi nó được phát triển.

Sau đó, mối liên hệ được Hubble phát hiện giữa khoảng cách của một thiên hà với người quan sát và tốc độ di chuyển nó ra khỏi người đó, giúp có thể vẽ ra một bức tranh hoàn chỉnh về cấu trúc quy mô lớn của Vũ trụ. Hóa ra các thiên hà chỉ là một phần không đáng kể trong đó. Chúng kết nối thành cụm, cụm thành siêu đám. Đổi lại, các siêu đám tạo thành những cấu trúc lớn nhất được biết đến trong Vũ trụ—các sợi và các bức tường. Những cấu trúc này, liền kề với các siêu khoảng trống khổng lồ (), tạo thành cấu trúc quy mô lớn của Vũ trụ hiện được biết đến.

Rõ ràng vô cùng

Từ những điều trên cho thấy chỉ trong vài thế kỷ, khoa học đã dần chuyển từ thuyết địa tâm sang cách hiểu hiện đại về Vũ trụ. Tuy nhiên, điều này không giải đáp được tại sao chúng ta lại giới hạn Vũ trụ ngày nay. Rốt cuộc, cho đến nay chúng ta chỉ nói về quy mô của không gian chứ không phải về bản chất của nó.

Người đầu tiên quyết định biện minh cho sự vô tận của Vũ trụ là Isaac Newton. Sau khi khám phá ra định luật vạn vật hấp dẫn, ông tin rằng nếu không gian là hữu hạn thì sớm muộn tất cả các vật thể của nó sẽ hợp nhất thành một tổng thể duy nhất. Trước ông, nếu có ai bày tỏ ý tưởng về sự vô tận của Vũ trụ thì đó chỉ là trong mạch triết học. Không có cơ sở khoa học. Một ví dụ về điều này là Giordano Bruno. Nhân tiện, giống như Kant, ông đã đi trước khoa học nhiều thế kỷ. Ông là người đầu tiên tuyên bố rằng các ngôi sao là những mặt trời ở xa và các hành tinh cũng quay quanh chúng.

Có vẻ như thực tế về vô cực là khá hợp lý và hiển nhiên, nhưng những bước ngoặt của khoa học thế kỷ 20 đã làm lung lay “sự thật” này.

vũ trụ cố định

Bước quan trọng đầu tiên hướng tới việc phát triển một mô hình vũ trụ hiện đại đã được thực hiện bởi Albert Einstein. Nhà vật lý nổi tiếng đã giới thiệu mô hình Vũ trụ đứng yên của mình vào năm 1917. Mô hình này dựa trên lý thuyết tương đối tổng quát mà ông đã phát triển một năm trước đó. Theo mô hình của ông, Vũ trụ là vô hạn về thời gian và hữu hạn về không gian. Tuy nhiên, như đã lưu ý trước đó, theo Newton, một Vũ trụ có kích thước hữu hạn phải sụp đổ. Để làm điều này, Einstein đã đưa ra một hằng số vũ trụ, hằng số này bù cho lực hấp dẫn của các vật thể ở xa.

Cho dù nghe có vẻ nghịch lý đến đâu, Einstein cũng không giới hạn tính hữu hạn của Vũ trụ. Theo quan điểm của ông, Vũ trụ là một lớp vỏ khép kín của một siêu cầu. Một sự tương tự là bề mặt của một quả cầu ba chiều thông thường, chẳng hạn như quả địa cầu hoặc Trái đất. Cho dù một du khách có đi khắp Trái đất bao nhiêu đi chăng nữa, anh ta cũng sẽ không bao giờ đến được rìa của nó. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là Trái đất là vô hạn. Người du hành sẽ đơn giản quay trở lại nơi mà anh ta đã bắt đầu cuộc hành trình của mình.

Trên bề mặt của siêu cầu

Theo cách tương tự, một người lang thang trong không gian, đi ngang qua Vũ trụ của Einstein trên một con tàu không gian, có thể quay trở lại Trái đất. Chỉ lần này người lang thang sẽ không di chuyển dọc theo bề mặt hai chiều của hình cầu mà dọc theo bề mặt ba chiều của siêu cầu. Điều này có nghĩa là Vũ trụ có thể tích hữu hạn, và do đó có số lượng sao và khối lượng hữu hạn. Tuy nhiên, Vũ trụ không có ranh giới cũng như không có trung tâm.

Einstein đi đến những kết luận này bằng cách kết nối không gian, thời gian và lực hấp dẫn trong lý thuyết nổi tiếng của ông. Trước ông, những khái niệm này được coi là riêng biệt, đó là lý do tại sao không gian của Vũ trụ hoàn toàn là Euclide. Einstein đã chứng minh rằng bản thân lực hấp dẫn là độ cong của không-thời gian. Điều này đã thay đổi hoàn toàn những ý tưởng ban đầu về bản chất của Vũ trụ, dựa trên cơ học Newton cổ điển và hình học Euclide.

Vũ trụ mở rộng

Ngay cả bản thân người phát hiện ra “Vũ trụ mới” cũng không xa lạ gì với những ảo tưởng. Mặc dù Einstein giới hạn Vũ trụ trong không gian nhưng ông vẫn tiếp tục coi nó là tĩnh. Theo mô hình của ông, Vũ trụ đã và đang tồn tại vĩnh cửu và kích thước của nó luôn không đổi. Năm 1922, nhà vật lý Liên Xô Alexander Friedman đã mở rộng đáng kể mô hình này. Theo tính toán của ông, Vũ trụ hoàn toàn không tĩnh. Nó có thể mở rộng hoặc co lại theo thời gian. Đáng chú ý là Friedman đã đi đến một mô hình như vậy dựa trên cùng một lý thuyết tương đối. Ông đã áp dụng lý thuyết này một cách chính xác hơn bằng cách bỏ qua hằng số vũ trụ.

Albert Einstein đã không chấp nhận ngay “sự sửa đổi” này. Mô hình mới này đã hỗ trợ cho khám phá Hubble đã đề cập trước đó. Sự co lại của các thiên hà không thể chối cãi đã chứng minh thực tế về sự giãn nở của Vũ trụ. Vì thế Einstein đã phải thừa nhận sai lầm của mình. Bây giờ Vũ trụ đã có một độ tuổi nhất định, độ tuổi này phụ thuộc hoàn toàn vào hằng số Hubble, đặc trưng cho tốc độ giãn nở của nó.

Sự phát triển hơn nữa của vũ trụ học

Khi các nhà khoa học cố gắng giải quyết câu hỏi này, nhiều thành phần quan trọng khác của Vũ trụ đã được phát hiện và nhiều mô hình khác nhau của nó đã được phát triển. Vì vậy, vào năm 1948, George Gamow đã đưa ra giả thuyết “Vũ trụ nóng”, giả thuyết này sau này trở thành lý thuyết vụ nổ lớn. Phát hiện năm 1965 đã xác nhận những nghi ngờ của ông. Bây giờ các nhà thiên văn học có thể quan sát ánh sáng phát ra từ thời điểm Vũ trụ trở nên trong suốt.

Vật chất tối, được Fritz Zwicky dự đoán vào năm 1932, đã được xác nhận vào năm 1975. Vật chất tối thực sự giải thích sự tồn tại của các thiên hà, cụm thiên hà và toàn bộ cấu trúc của Vũ trụ. Đây là cách các nhà khoa học biết được rằng phần lớn khối lượng của Vũ trụ là hoàn toàn vô hình.

Cuối cùng, vào năm 1998, trong quá trình nghiên cứu khoảng cách tới, người ta phát hiện ra rằng Vũ trụ đang giãn nở với tốc độ ngày càng nhanh. Bước ngoặt mới nhất này trong khoa học đã khai sinh ra sự hiểu biết hiện đại của chúng ta về bản chất của vũ trụ. Hệ số vũ trụ do Einstein đưa ra và bị Friedman bác bỏ, một lần nữa lại tìm thấy vị trí của nó trong mô hình Vũ trụ. Sự hiện diện của một hệ số vũ trụ (hằng số vũ trụ) giải thích sự giãn nở tăng tốc của nó. Để giải thích sự hiện diện của hằng số vũ trụ, khái niệm về một trường giả thuyết chứa phần lớn khối lượng của Vũ trụ đã được đưa ra.

Sự hiểu biết hiện đại về kích thước của vũ trụ quan sát được

Mô hình hiện đại của Vũ trụ còn được gọi là mô hình ΛCDM. Chữ "Λ" có nghĩa là sự hiện diện của hằng số vũ trụ, điều này giải thích sự giãn nở tăng tốc của Vũ trụ. "CDM" có nghĩa là Vũ trụ chứa đầy vật chất tối lạnh. Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng hằng số Hubble là khoảng 71 (km/s)/Mpc, tương ứng với tuổi của Vũ trụ là 13,75 tỷ năm. Biết tuổi của Vũ trụ, chúng ta có thể ước tính kích thước của vùng quan sát được của nó.

Theo thuyết tương đối, thông tin về bất kỳ vật thể nào cũng không thể đến được người quan sát ở tốc độ lớn hơn tốc độ ánh sáng (299.792.458 m/s). Hóa ra người quan sát không chỉ nhìn thấy một vật thể mà còn nhìn thấy quá khứ của nó. Một vật thể càng ở xa anh ta thì anh ta càng nhìn về quá khứ xa xôi hơn. Ví dụ, nhìn vào Mặt trăng, chúng ta thấy nó cách đây hơn một giây, Mặt trời - hơn tám phút trước, những ngôi sao gần nhất - năm, thiên hà - hàng triệu năm trước, v.v. Trong mô hình đứng yên của Einstein, Vũ trụ không có giới hạn độ tuổi, nghĩa là vùng quan sát được của nó cũng không bị giới hạn bởi bất cứ thứ gì. Người quan sát, được trang bị các dụng cụ thiên văn ngày càng tinh vi, sẽ quan sát các vật thể ngày càng xa và cổ xưa.

Chúng ta có một bức tranh khác với mô hình hiện đại của Vũ trụ. Theo đó, Vũ trụ có tuổi và do đó có giới hạn quan sát. Nghĩa là, kể từ khi Vũ trụ ra đời, không có photon nào có thể di chuyển quãng đường lớn hơn 13,75 tỷ năm ánh sáng. Hóa ra chúng ta có thể nói rằng Vũ trụ quan sát được bị giới hạn từ người quan sát đến một vùng hình cầu có bán kính 13,75 tỷ năm ánh sáng. Tuy nhiên, điều này không hoàn toàn đúng. Chúng ta không nên quên sự giãn nở của không gian của Vũ trụ. Vào thời điểm photon đến được người quan sát, vật thể phát ra nó sẽ cách chúng ta 45,7 tỷ năm ánh sáng. năm. Kích thước này là chân trời của các hạt, nó là ranh giới của Vũ trụ quan sát được.

Ở phía chân trời

Vì vậy, kích thước của Vũ trụ quan sát được được chia thành hai loại. Kích thước biểu kiến, còn gọi là bán kính Hubble (13,75 tỷ năm ánh sáng). Và kích thước thật, được gọi là chân trời hạt (45,7 tỷ năm ánh sáng). Điều quan trọng là cả hai chân trời này hoàn toàn không mô tả kích thước thực sự của Vũ trụ. Thứ nhất, chúng phụ thuộc vào vị trí của người quan sát trong không gian. Thứ hai, chúng thay đổi theo thời gian. Trong trường hợp mô hình ΛCDM, chân trời hạt mở rộng với tốc độ lớn hơn chân trời Hubble. Khoa học hiện đại không trả lời được câu hỏi liệu xu hướng này có thay đổi trong tương lai hay không. Nhưng nếu chúng ta cho rằng Vũ trụ tiếp tục giãn nở với gia tốc, thì tất cả những vật thể mà chúng ta nhìn thấy bây giờ sớm hay muộn sẽ biến mất khỏi “tầm nhìn” của chúng ta.

Hiện nay, ánh sáng xa nhất được các nhà thiên văn học quan sát là bức xạ nền vi sóng vũ trụ. Nhìn vào nó, các nhà khoa học thấy Vũ trụ như thể nó ở thời điểm 380 nghìn năm sau Vụ nổ lớn. Tại thời điểm này, Vũ trụ nguội đi đủ để nó có thể phát ra các photon tự do, chúng được phát hiện ngày nay nhờ sự trợ giúp của kính thiên văn vô tuyến. Vào thời điểm đó, trong Vũ trụ không có ngôi sao hay thiên hà nào mà chỉ có một đám mây hydro, heli liên tục và một lượng không đáng kể các nguyên tố khác. Từ sự không đồng nhất quan sát được trong đám mây này, các cụm thiên hà sau đó sẽ hình thành. Hóa ra chính xác những vật thể sẽ được hình thành từ sự không đồng nhất trong bức xạ nền vi sóng vũ trụ sẽ nằm gần chân trời hạt nhất.

Ranh giới thực sự

Liệu Vũ trụ có những ranh giới thực sự và không thể quan sát được hay không vẫn là vấn đề suy đoán giả khoa học. Bằng cách này hay cách khác, mọi người đều đồng ý về sự vô tận của Vũ trụ, nhưng diễn giải sự vô tận này theo những cách hoàn toàn khác nhau. Một số người coi Vũ trụ là đa chiều, trong đó Vũ trụ ba chiều “cục bộ” của chúng ta chỉ là một trong các lớp của nó. Những người khác nói rằng Vũ trụ là fractal - có nghĩa là Vũ trụ địa phương của chúng ta có thể là một hạt của vũ trụ khác. Chúng ta không nên quên các mô hình khác nhau của Đa vũ trụ với các Vũ trụ đóng, mở, song song và các lỗ sâu đục. Và có rất nhiều phiên bản khác nhau, số lượng chỉ bị giới hạn bởi trí tưởng tượng của con người.

Nhưng nếu chúng ta bật lại chủ nghĩa hiện thực lạnh lùng hoặc đơn giản là lùi lại tất cả những giả thuyết này, thì chúng ta có thể cho rằng Vũ trụ của chúng ta là một nơi chứa đồng nhất vô hạn của tất cả các ngôi sao và thiên hà. Hơn nữa, tại bất kỳ điểm rất xa nào, dù cách chúng ta hàng tỷ gigaparsec, tất cả các điều kiện sẽ giống hệt nhau. Tại thời điểm này, chân trời hạt và quả cầu Hubble sẽ hoàn toàn giống nhau, với cùng một lượng bức xạ ở rìa của chúng. Sẽ có những ngôi sao và thiên hà giống nhau xung quanh. Điều thú vị là điều này không mâu thuẫn với sự giãn nở của Vũ trụ. Rốt cuộc, không chỉ Vũ trụ đang giãn nở mà còn cả không gian của nó. Thực tế là tại thời điểm Vụ nổ lớn, Vũ trụ phát sinh từ một điểm chỉ có nghĩa là các chiều vô cùng nhỏ (gần như bằng 0) lúc đó giờ đây đã biến thành những chiều lớn không thể tưởng tượng được. Trong tương lai, chúng ta sẽ sử dụng chính xác giả thuyết này để hiểu rõ quy mô của Vũ trụ quan sát được.

Đại diện trực quan

Nhiều nguồn khác nhau cung cấp đủ loại mô hình trực quan cho phép mọi người hiểu được quy mô của Vũ trụ. Tuy nhiên, chỉ cần chúng ta nhận ra vũ trụ lớn đến mức nào thì chưa đủ. Điều quan trọng là phải tưởng tượng các khái niệm như chân trời Hubble và chân trời hạt thực sự biểu hiện như thế nào. Để làm điều này, hãy tưởng tượng mô hình của chúng tôi từng bước một.

Hãy quên rằng khoa học hiện đại không biết về khu vực “ngoại lai” của Vũ trụ. Loại bỏ các phiên bản của đa vũ trụ, Vũ trụ fractal và các “biến thể” khác của nó, hãy tưởng tượng rằng nó đơn giản là vô hạn. Như đã lưu ý trước đó, điều này không mâu thuẫn với việc mở rộng không gian của nó. Tất nhiên, chúng tôi tính đến việc quả cầu Hubble và quả cầu hạt của nó lần lượt là 13,75 và 45,7 tỷ năm ánh sáng.

Quy mô của vũ trụ

Nhấn nút BẮT ĐẦU và khám phá một thế giới mới, chưa được biết đến!
Đầu tiên, chúng ta hãy thử tìm hiểu quy mô phổ quát lớn như thế nào. Nếu bạn đã du hành vòng quanh hành tinh của chúng ta, bạn có thể tưởng tượng rõ Trái đất lớn như thế nào đối với chúng ta. Bây giờ hãy tưởng tượng hành tinh của chúng ta như một hạt kiều mạch đang di chuyển trên quỹ đạo quanh một quả dưa hấu - Mặt trời có kích thước bằng nửa sân bóng đá. Trong trường hợp này, quỹ đạo của Sao Hải Vương sẽ tương ứng với quy mô của một thành phố nhỏ, diện tích sẽ tương ứng với Mặt Trăng và diện tích ranh giới ảnh hưởng của Mặt Trời sẽ tương ứng với Sao Hỏa. Hóa ra Hệ Mặt trời của chúng ta lớn hơn Trái đất rất nhiều cũng như Sao Hỏa lớn hơn kiều mạch! Nhưng điều này chỉ là khởi đầu.

Bây giờ hãy tưởng tượng rằng kiều mạch này sẽ là hệ thống của chúng ta, kích thước của nó xấp xỉ bằng một Parsec. Khi đó Dải Ngân hà sẽ có kích thước bằng hai sân vận động bóng đá. Tuy nhiên, điều này sẽ không đủ đối với chúng tôi. Dải Ngân hà cũng sẽ phải giảm kích thước xuống còn centimet. Nó sẽ có phần giống bọt cà phê được bọc trong một xoáy nước giữa không gian liên thiên hà màu đen cà phê. Cách nó 20 cm có cùng một "mảnh vụn" xoắn ốc - Tinh vân Tiên Nữ. Xung quanh chúng sẽ có một đám thiên hà nhỏ thuộc Cụm địa phương của chúng ta. Kích thước rõ ràng của Vũ trụ của chúng ta sẽ là 9,2 km. Chúng ta đã hiểu được các chiều kích của Vũ trụ.

Bên trong bong bóng phổ quát

Tuy nhiên, chỉ hiểu bản thân quy mô thôi thì chưa đủ. Điều quan trọng là phải nhận ra Vũ trụ ở dạng động lực học. Chúng ta hãy tưởng tượng mình là những người khổng lồ mà Dải Ngân hà có đường kính centimet. Như vừa lưu ý, chúng ta sẽ thấy mình đang ở bên trong một quả bóng có bán kính 4,57 và đường kính 9,24 km. Hãy tưởng tượng rằng chúng ta có thể lơ lửng bên trong quả bóng này, di chuyển, bao phủ toàn bộ megaparsec trong một giây. Chúng ta sẽ thấy gì nếu Vũ trụ của chúng ta là vô hạn?

Tất nhiên, vô số thiên hà đủ loại sẽ xuất hiện trước mắt chúng ta. Hình elip, xoắn ốc, không đều. Một số khu vực sẽ tràn ngập chúng, những khu vực khác sẽ trống rỗng. Đặc điểm chính là về mặt trực quan, tất cả chúng sẽ bất động trong khi chúng ta bất động. Nhưng ngay khi chúng ta bước một bước, các thiên hà sẽ bắt đầu chuyển động. Ví dụ: nếu chúng ta có thể phân biệt được một Hệ Mặt trời cực nhỏ trong Dải Ngân hà dài một centimet, chúng ta sẽ có thể quan sát sự phát triển của nó. Di chuyển ra xa thiên hà của chúng ta 600 mét, chúng ta sẽ nhìn thấy Mặt trời tiền sao và đĩa tiền hành tinh tại thời điểm hình thành. Đến gần nó, chúng ta sẽ thấy Trái đất xuất hiện như thế nào, sự sống nảy sinh và con người xuất hiện như thế nào. Theo cách tương tự, chúng ta sẽ thấy các thiên hà thay đổi và chuyển động như thế nào khi chúng ta di chuyển ra xa hoặc đến gần chúng.

Do đó, chúng ta nhìn vào các thiên hà càng xa thì chúng càng cổ xưa đối với chúng ta. Vì vậy, các thiên hà xa nhất sẽ nằm cách chúng ta hơn 1300 mét, và khi bước sang 1380 mét, chúng ta sẽ thấy bức xạ còn sót lại. Đúng, khoảng cách này sẽ là tưởng tượng đối với chúng ta. Tuy nhiên, khi chúng ta đến gần hơn với bức xạ nền vi sóng vũ trụ, chúng ta sẽ thấy một bức tranh thú vị. Đương nhiên, chúng ta sẽ quan sát các thiên hà sẽ hình thành và phát triển như thế nào từ đám mây hydro ban đầu. Khi chúng ta đến một trong những thiên hà đã hình thành này, chúng ta sẽ hiểu rằng chúng ta đã bao phủ không phải 1,375 km mà là 4,57 km.

Thu nhỏ

Kết quả là, chúng tôi sẽ tăng kích thước hơn nữa. Bây giờ chúng ta có thể đặt toàn bộ khoảng trống và bức tường vào trong nắm tay. Vì vậy, chúng ta sẽ thấy mình đang ở trong một bong bóng khá nhỏ mà không thể thoát ra được. Không chỉ khoảng cách đến các vật thể ở rìa bong bóng sẽ tăng lên khi chúng đến gần hơn mà bản thân cạnh đó cũng sẽ dịch chuyển vô thời hạn. Đây là toàn bộ quan điểm về kích thước của Vũ trụ quan sát được.

Cho dù Vũ trụ có lớn đến đâu, đối với người quan sát, nó sẽ luôn là một bong bóng giới hạn. Người quan sát sẽ luôn ở trung tâm của bong bóng này, thực tế anh ta là trung tâm của nó. Cố gắng tiếp cận bất kỳ vật thể nào ở rìa bong bóng, người quan sát sẽ dịch chuyển tâm của nó. Khi bạn đến gần một vật thể, vật thể này sẽ di chuyển ngày càng xa mép bong bóng và đồng thời thay đổi. Ví dụ, từ một đám mây hydro không có hình dạng, nó sẽ biến thành một thiên hà chính thức hoặc xa hơn là một cụm thiên hà. Ngoài ra, đường dẫn đến đối tượng này sẽ tăng lên khi bạn đến gần nó, vì bản thân không gian xung quanh sẽ thay đổi. Sau khi tiếp cận đối tượng này, chúng ta sẽ chỉ di chuyển nó từ mép bong bóng đến tâm của nó. Ở rìa Vũ trụ, bức xạ còn sót lại sẽ vẫn nhấp nháy.

Nếu chúng ta giả định rằng Vũ trụ sẽ tiếp tục giãn nở với tốc độ nhanh hơn, sau đó ở trung tâm của bong bóng và di chuyển thời gian về phía trước hàng tỷ, hàng nghìn tỷ và thậm chí cao hơn nhiều năm, chúng ta sẽ nhận thấy một bức tranh thậm chí còn thú vị hơn. Mặc dù bong bóng của chúng ta cũng sẽ tăng kích thước, nhưng các thành phần thay đổi của nó sẽ rời xa chúng ta nhanh hơn nữa, rời khỏi rìa của bong bóng này, cho đến khi mỗi hạt của Vũ trụ lang thang riêng biệt trong bong bóng cô đơn của nó mà không có cơ hội tương tác với các hạt khác.

Vì vậy, khoa học hiện đại không có thông tin về kích thước thực sự của Vũ trụ và liệu nó có ranh giới hay không. Nhưng chúng ta biết chắc chắn rằng Vũ trụ quan sát được có một ranh giới hữu hình và thực sự, được gọi tương ứng là bán kính Hubble (13,75 tỷ năm ánh sáng) và bán kính hạt (45,7 tỷ năm ánh sáng). Những ranh giới này phụ thuộc hoàn toàn vào vị trí của người quan sát trong không gian và mở rộng theo thời gian. Nếu bán kính Hubble giãn nở đúng bằng tốc độ ánh sáng thì sự giãn nở của chân trời hạt sẽ được tăng tốc. Câu hỏi liệu gia tốc của nó trong chân trời hạt có tiếp tục xa hơn hay không và liệu nó có được thay thế bằng lực nén hay không vẫn còn bỏ ngỏ.

Những gì đang ở trên đó. Phần lớn chúng ta đều bị ràng buộc vào nơi chúng ta sống và làm việc. Kích thước của thế giới chúng ta thật đáng kinh ngạc, nhưng nó hoàn toàn không là gì so với Vũ trụ. Như người ta vẫn nói - "sinh ra quá muộn để khám phá thế giới và quá sớm để khám phá không gian". Nó thậm chí còn xúc phạm. Tuy nhiên, hãy bắt đầu - chỉ cần cẩn thận để không bị chóng mặt.

1. Đây là Trái đất.

Đây cũng là hành tinh hiện là ngôi nhà duy nhất của nhân loại. Nơi mà sự sống xuất hiện một cách kỳ diệu (hoặc có thể không quá kỳ diệu) và trong quá trình tiến hóa, bạn và tôi đã xuất hiện.

2. Vị trí của chúng ta trong hệ mặt trời.

Tất nhiên, những vật thể không gian rộng lớn gần nhất bao quanh chúng ta là những vật thể lân cận của chúng ta trong hệ mặt trời. Mọi người đều nhớ tên của mình từ thời thơ ấu và trong các bài học về thế giới xung quanh, họ làm mô hình. Điều đó đã xảy ra đến mức ngay cả trong số họ, chúng tôi cũng không phải là người lớn nhất...

3. Khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trăng.

Có vẻ như không xa lắm phải không? Và nếu chúng ta cũng tính đến tốc độ hiện đại, thì nó “chẳng là gì cả”.

4. Trên thực tế, nó khá xa.

Nếu bạn cố gắng thì rất chính xác và thoải mái - giữa hành tinh và vệ tinh, bạn có thể dễ dàng đặt các hành tinh còn lại của hệ mặt trời.

5. Tuy nhiên, hãy tiếp tục nói về các hành tinh.

Trước mặt bạn là Bắc Mỹ, như thể nó được đặt trên Sao Mộc. Vâng, đốm xanh nhỏ này là Bắc Mỹ. Bạn có thể tưởng tượng Trái đất của chúng ta sẽ to lớn như thế nào nếu chúng ta di chuyển nó lên quy mô của Sao Mộc không? Mọi người có lẽ vẫn đang khám phá những vùng đất mới)

6. Đây là Trái đất so với Sao Mộc.

Chà, chính xác hơn là sáu Trái đất - để rõ ràng.

7. Nhẫn của Sao Thổ, thưa ngài.

Các vành đai của Sao Thổ sẽ có vẻ ngoài lộng lẫy như vậy nếu chúng quay quanh Trái đất. Hãy nhìn Polynesia - hơi giống biểu tượng Opera phải không?

8. Hãy so sánh Trái đất với Mặt trời?

Trên bầu trời trông nó không lớn đến thế...

9. Đây là hình ảnh Trái Đất khi nhìn từ Mặt Trăng.

Đẹp phải không? Thật cô đơn trước khung cảnh không gian trống rỗng. Hay không trống rỗng? Tiếp tục đi...

10. Và từ sao Hỏa

Tôi cá là bạn thậm chí sẽ không thể biết được đó có phải là Trái đất hay không.

11. Đây là ảnh chụp Trái đất ngay bên ngoài vành đai Sao Thổ

12. Nhưng ngoài sao Hải Vương.

Tổng cộng 4,5 tỷ km. Sẽ mất bao lâu để tìm kiếm?

13. Vì vậy, chúng ta hãy quay trở lại ngôi sao tên là Mặt trời.

Một cảnh tượng ngoạn mục phải không?

14. Đây là Mặt trời nhìn từ bề mặt Sao Hỏa.

15. Và đây là so sánh của nó với Thang đo của ngôi sao VY Canis Majoris.

Bạn thích nó như thế nào? Hơn cả ấn tượng. Bạn có thể tưởng tượng năng lượng tập trung ở đó không?

16. Nhưng tất cả những điều này đều là nhảm nhí nếu chúng ta so sánh ngôi sao bản địa của chúng ta với kích thước của thiên hà Milky Way.

Để rõ ràng hơn, hãy tưởng tượng rằng chúng ta đã nén Mặt trời của mình đến kích thước bằng một tế bào bạch cầu. Trong trường hợp này, kích thước của Dải Ngân hà khá tương đương với kích thước của Nga chẳng hạn. Đây là dải ngân hà.

17. Nhìn chung các ngôi sao đều rất lớn

Mọi thứ được đặt trong vòng tròn màu vàng này là mọi thứ mà bạn có thể nhìn thấy vào ban đêm từ Trái đất. Phần còn lại không thể tiếp cận được bằng mắt thường.

18. Nhưng còn có những thiên hà khác.

Đây là Dải Ngân hà so với thiên hà IC 1011, nằm cách Trái đất 350 triệu năm ánh sáng.

Chúng ta hãy xem lại nó một lần nữa nhé?

Vì vậy, Trái đất này là nhà của chúng ta.

Hãy thu nhỏ kích thước của hệ mặt trời...

Hãy phóng to thêm một chút...

Và bây giờ với kích thước của Dải Ngân hà...

Hãy tiếp tục giảm...

Và xa hơn…

Gần như đã sẵn sàng rồi, đừng lo lắng...

Sẵn sàng! Hoàn thành!

Đây là tất cả những gì nhân loại hiện có thể quan sát được bằng công nghệ hiện đại. Nó thậm chí còn không phải là một con kiến... Hãy tự phán xét đi, đừng phát điên lên...

Quy mô như vậy thậm chí khó có thể hiểu được. Nhưng có người tự tin tuyên bố rằng chúng ta đơn độc trong Vũ trụ, mặc dù bản thân họ cũng không thực sự chắc chắn liệu người Mỹ có ở trên Mặt trăng hay không.

Cố lên các bạn... cố lên.

Không tìm thấy câu trả lời cho câu hỏi của bạn? Nhìn vào đây

Bữa tiệc ở Nga và Liên Xô trong những bức ảnh cũ - anna_nik0laeva

Các cấp bậc trong hải quân ở Nga theo thứ tự: từ thủy thủ đến đô đốc. Mô tả cấp bậc, lịch sử

Ý kiến ​​bạn đọc Những ngày đáng nhớ trong tháng 9 của học sinh