Každý z nás sa aspoň raz zamyslel nad tým, v akom obrovskom svete žijeme. Naša planéta je šialené množstvo miest, dedín, ciest, lesov, riek. Väčšina ľudí ani polovicu z toho za svoj život neuvidí. Je ťažké si predstaviť obrovský rozsah planéty, ale je tu ešte ťažšia úloha. Veľkosť vesmíru je niečo, čo si možno ani ten najrozvinutejší rozum nedokáže predstaviť. Pokúsme sa zistiť, čo si o tom myslí moderná veda.

Základný koncept

Vesmír je všetko, čo nás obklopuje, o čom vieme a hádame, čo bolo, je a bude. Ak znížime intenzitu romantizmu, tak tento pojem definuje vo vede všetko, čo fyzicky existuje, s prihliadnutím na časové hľadisko a zákonitosti, ktorými sa riadi fungovanie, prepojenie všetkých prvkov a pod.

Prirodzene, je dosť ťažké predstaviť si skutočnú veľkosť vesmíru. Vo vede je táto problematika široko diskutovaná a zatiaľ neexistuje konsenzus. Astronómovia sa vo svojich predpokladoch opierajú o existujúce teórie o formovaní sveta, ako ho poznáme, ako aj o údaje získané ako výsledok pozorovania.

Metagalaxia

Rôzne hypotézy definujú vesmír ako bezrozmerný alebo nevýslovne obrovský priestor, o ktorom vieme len málo. Pre jasnosť a možnosť diskusie o oblasti dostupnej na štúdium bol zavedený koncept Metagalaxy. Tento termín sa vzťahuje na časť vesmíru, ktorú je možné pozorovať astronomickými metódami. Vďaka zdokonaľovaniu techniky a poznatkov sa neustále zvyšuje. Metagalaxia je súčasťou takzvaného pozorovateľného Vesmíru – priestoru, v ktorom sa hmote za obdobie svojej existencie podarilo dosiahnuť súčasnú polohu. Pokiaľ ide o pochopenie veľkosti vesmíru, väčšina ľudí hovorí o Metagalaxii. Súčasná úroveň technologického rozvoja umožňuje pozorovať objekty nachádzajúce sa vo vzdialenosti až 15 miliárd svetelných rokov od Zeme. Čas, ako vidno, nehrá pri určovaní tohto parametra menšiu úlohu ako priestor.

Vek a veľkosť

Podľa niektorých modelov vesmíru sa nikdy neobjavil, ale existuje navždy. Teória veľkého tresku, ktorá dnes dominuje, však dáva nášmu svetu „východiskový bod“. Podľa astronómov je vek vesmíru približne 13,7 miliardy rokov. Ak sa vrátite v čase, môžete sa vrátiť k Veľkému tresku. Bez ohľadu na to, či je veľkosť vesmíru nekonečná, jeho pozorovateľná časť má hranice, pretože rýchlosť svetla je konečná. Zahŕňa všetky miesta, ktoré môžu ovplyvniť pozorovateľa na Zemi od Veľkého tresku. Veľkosť pozorovateľného vesmíru sa zväčšuje v dôsledku jeho neustáleho rozpínania. Podľa posledných odhadov zaberá priestor 93 miliárd svetelných rokov.

Kopa

Pozrime sa, aký je vesmír. Rozmery vesmíru, vyjadrené tvrdými číslami, sú, samozrejme, úžasné, no ťažko pochopiteľné. Pre mnohých bude ľahšie pochopiť rozsah sveta okolo nás, ak budú vedieť, koľko systémov, ako je ten Slnečný, sa do neho zmestí.

Naša hviezda a jej okolité planéty sú len malou časťou Mliečnej dráhy. Podľa astronómov obsahuje galaxia približne 100 miliárd hviezd. Niektorí z nich už objavili exoplanéty. Nie je to len veľkosť vesmíru, čo je pozoruhodné, ale priestor, ktorý zaberá jeho nevýznamná časť, Mliečna dráha, vzbudzuje rešpekt. Svetlu trvá cesta cez našu galaxiu stotisíc rokov!

Miestna skupina

Extragalaktická astronómia, ktorá sa začala rozvíjať po objavoch Edwina Hubblea, popisuje mnohé štruktúry podobné Mliečnej dráhe. Jeho najbližšími susedmi sú hmlovina Andromeda a Veľké a Malé Magellanove oblaky. Spolu s niekoľkými ďalšími „satelitmi“ tvoria miestnu skupinu galaxií. Od susedného podobného útvaru ho delí približne 3 milióny svetelných rokov. Je dokonca strašidelné predstaviť si, koľko času by trvalo modernému lietadlu prekonať takú vzdialenosť!

Pozorovateľné

Všetky miestne skupiny oddeľuje široká oblasť. Metagalaxia zahŕňa niekoľko miliárd štruktúr podobných Mliečnej dráhe. Veľkosť vesmíru je skutočne úžasná. Svetelným lúčom trvá 2 milióny rokov, kým prekoná vzdialenosť z Mliečnej dráhy do hmloviny Andromeda.

Čím ďalej sa od nás nachádza kúsok vesmíru, tým menej vieme o jeho súčasnom stave. Keďže rýchlosť svetla je konečná, vedci môžu získať informácie len o minulosti takýchto objektov. Z rovnakých dôvodov, ako už bolo spomenuté, je oblasť vesmíru dostupná pre astronomický výskum obmedzená.

Iné svety

To však nie sú všetky úžasné informácie, ktoré charakterizujú Vesmír. Rozmery vonkajšieho priestoru zjavne výrazne presahujú metagalaxiu a pozorovateľnú časť. Teória inflácie zavádza taký pojem ako Multivesmír. Pozostáva z mnohých svetov, pravdepodobne vytvorených súčasne, navzájom sa nepretínajúcich a vyvíjajúcich sa samostatne. Súčasná úroveň technologického rozvoja nedáva nádej na poznanie takýchto susedných Vesmírov. Jedným z dôvodov je rovnaká konečnosť rýchlosti svetla.

Rýchly pokrok vo vesmírnej vede mení naše chápanie toho, aký veľký je vesmír. Súčasný stav astronómie, jej konštitutívne teórie a výpočty vedcov sú pre nezasvätených ťažko pochopiteľné. Aj povrchné štúdium problematiky však ukazuje, aký obrovský je svet, ktorého sme súčasťou a ako málo o ňom ešte vieme.

Vedeli ste, že vesmír, ktorý pozorujeme, má pomerne presne stanovené hranice? Sme zvyknutí spájať Vesmír s niečím nekonečným a nepochopiteľným. Moderná veda však na otázku o „nekonečnosti“ vesmíru ponúka úplne inú odpoveď na takúto „zrejmú“ otázku.

Podľa moderných koncepcií je veľkosť pozorovateľného vesmíru približne 45,7 miliardy svetelných rokov (alebo 14,6 gigaparsekov). Čo však tieto čísla znamenajú?

Prvá otázka, ktorá bežnému človeku napadne, je, ako nemôže byť vesmír nekonečný? Zdalo by sa, že je nesporné, že nádoba všetkého, čo okolo nás existuje, by nemala mať žiadne hranice. Ak tieto hranice existujú, aké presne sú?

Povedzme, že nejaký astronaut dosiahne hranice vesmíru. Čo uvidí pred sebou? Pevná stena? Požiarna bariéra? A čo je za tým – prázdnota? Iný vesmír? Môže však prázdnota alebo iný Vesmír znamenať, že sme na hranici vesmíru? To predsa neznamená, že tam „nič“ nie je. Prázdnota a iný vesmír sú tiež „niečo“. Ale vesmír je niečo, čo obsahuje úplne všetko „niečo“.

Dostávame sa k absolútnemu rozporu. Ukazuje sa, že hranica Vesmíru pred nami musí skrývať niečo, čo by nemalo existovať. Alebo by hranica Vesmíru mala oddeľovať „všetko“ od „niečoho“, ale toto „niečo“ by malo byť súčasťou „všetkého“. Vo všeobecnosti úplná absurdita. Ako potom môžu vedci vyhlásiť obmedzujúcu veľkosť, hmotnosť a dokonca vek nášho vesmíru? Tieto hodnoty, aj keď sú nepredstaviteľne veľké, sú stále konečné. Argumentuje veda s očividným? Aby sme to pochopili, pozrime sa najprv na to, ako ľudia dospeli k nášmu modernému chápaniu vesmíru.

Rozširovanie hraníc

Od nepamäti sa ľudia zaujímali o to, aký je svet okolo nich. Nie je potrebné uvádzať príklady troch pilierov a iných pokusov staroveku vysvetliť vesmír. Spravidla sa nakoniec všetko zvrhlo na to, že základom všetkých vecí je zemský povrch. Dokonca aj v časoch staroveku a stredoveku, keď astronómovia mali rozsiahle znalosti o zákonoch pohybu planét pozdĺž „pevnej“ nebeskej sféry, Zem zostala stredom vesmíru.

Prirodzene, aj v starovekom Grécku boli takí, ktorí verili, že Zem sa točí okolo Slnka. Boli takí, ktorí hovorili o mnohých svetoch a nekonečnosti vesmíru. Konštruktívne zdôvodnenia týchto teórií však vznikli až na prelome vedeckej revolúcie.

V 16. storočí urobil poľský astronóm Mikuláš Kopernik prvý veľký prelom v poznaní vesmíru. Pevne dokázal, že Zem je len jednou z planét obiehajúcich okolo Slnka. Takýto systém výrazne zjednodušil vysvetlenie takého zložitého a zložitého pohybu planét v nebeskej sfére. V prípade nehybnej Zeme museli astronómovia vymyslieť všelijaké šikovné teórie, aby vysvetlili toto správanie planét. Na druhej strane, ak je Zem akceptovaná ako pohybujúca sa, potom prirodzene prichádza vysvetlenie pre takéto zložité pohyby. V astronómii sa tak udomácnila nová paradigma nazývaná „heliocentrizmus“.

Veľa sĺnk

Avšak aj potom astronómovia naďalej obmedzovali vesmír na „guľu pevných hviezd“. Až do 19. storočia nevedeli odhadnúť vzdialenosť ku hviezdam. Už niekoľko storočí sa astronómovia bezvýsledne pokúšali odhaliť odchýlky v polohe hviezd vzhľadom na orbitálny pohyb Zeme (ročné paralaxy). Prístroje tých čias neumožňovali také presné merania.

Nakoniec v roku 1837 rusko-nemecký astronóm Vasily Struve zmeral paralaxu. To znamenalo nový krok v chápaní rozsahu vesmíru. Teraz môžu vedci bezpečne povedať, že hviezdy sú vzdialené podobnosti so Slnkom. A naše svietidlo už nie je centrom všetkého, ale rovnocenným „obyvateľom“ nekonečnej hviezdokopy.

Astronómovia sa ešte viac priblížili k pochopeniu mierky vesmíru, pretože vzdialenosti k hviezdam sa ukázali byť skutočne monštruózne. Dokonca aj veľkosť obežných dráh planét sa zdala v porovnaní s nimi zanedbateľná. Ďalej bolo potrebné pochopiť, ako sú hviezdy sústredené v .

Mnoho mliečnych dráh

Slávny filozof Immanuel Kant predvídal základy moderného chápania rozsiahlej štruktúry vesmíru už v roku 1755. Predpokladal, že Mliečna dráha je obrovská rotujúca hviezdokopa. Mnohé z pozorovaných hmlovín sú zase vzdialenejšie „mliečne dráhy“ – galaxie. Napriek tomu až do 20. storočia astronómovia verili, že všetky hmloviny sú zdrojom vzniku hviezd a sú súčasťou Mliečnej dráhy.

Situácia sa zmenila, keď sa astronómovia naučili merať vzdialenosti medzi galaxiami pomocou . Absolútna svietivosť hviezd tohto typu striktne závisí od obdobia ich premenlivosti. Porovnaním ich absolútnej svietivosti s viditeľnou je možné s vysokou presnosťou určiť vzdialenosť k nim. Túto metódu vyvinuli na začiatku 20. storočia Einar Hertzschrung a Harlow Scelpi. Vďaka nemu sovietsky astronóm Ernst Epic v roku 1922 určil vzdialenosť do Andromedy, ktorá sa ukázala byť rádovo väčšia ako veľkosť Mliečnej dráhy.

Edwin Hubble pokračoval v iniciatíve Epic. Meraním jasnosti cefeíd v iných galaxiách zmeral ich vzdialenosť a porovnal ju s červeným posunom v ich spektrách. V roku 1929 teda vyvinul svoj slávny zákon. Jeho práca definitívne vyvrátila zaužívaný názor, že Mliečna dráha je okrajom vesmíru. Teraz to bola jedna z mnohých galaxií, ktoré boli kedysi považované za jej súčasť. Kantova hypotéza sa potvrdila takmer dve storočia po jej vývoji.

Následne spojenie, ktoré objavil Hubble medzi vzdialenosťou galaxie od pozorovateľa v pomere k rýchlosti jej odstránenia od neho, umožnilo nakresliť úplný obraz o veľkorozmernej štruktúre vesmíru. Ukázalo sa, že galaxie boli len jej nepodstatnou súčasťou. Spojili sa do zhlukov, zhlukov do superklastrov. Na druhej strane superklastre tvoria najväčšie známe štruktúry vo vesmíre – vlákna a steny. Tieto štruktúry susediace s obrovskými supervoidmi () tvoria rozsiahlu štruktúru v súčasnosti známeho vesmíru.

Zdanlivé nekonečno

Z uvedeného vyplýva, že len za pár storočí veda postupne prešla od geocentrizmu k modernému chápaniu Vesmíru. To však neodpovedá na to, prečo dnes obmedzujeme Vesmír. Koniec koncov, doteraz sme hovorili len o mierke priestoru a nie o jeho samotnej podstate.

Prvý, kto sa rozhodol ospravedlniť nekonečnosť vesmíru, bol Isaac Newton. Po objavení zákona univerzálnej gravitácie veril, že ak by bol priestor konečný, všetky jeho telesá by sa skôr či neskôr spojili do jedného celku. Ak niekto pred ním vyjadril myšlienku nekonečnosti vesmíru, bolo to výlučne vo filozofickom duchu. Bez akéhokoľvek vedeckého základu. Príkladom toho je Giordano Bruno. Mimochodom, podobne ako Kant bol o mnoho storočí pred vedou. Ako prvý vyhlásil, že hviezdy sú vzdialené slnká a okolo nich sa točia aj planéty.

Zdalo by sa, že samotná skutočnosť nekonečna je celkom opodstatnená a zrejmá, no zlomové body vedy 20. storočia touto „pravdou“ otriasli.

Stacionárny vesmír

Prvý významný krok k vývoju moderného modelu vesmíru urobil Albert Einstein. Slávny fyzik predstavil svoj model stacionárneho vesmíru v roku 1917. Tento model bol založený na všeobecnej teórii relativity, ktorú vypracoval o rok skôr. Podľa jeho modelu je Vesmír nekonečný v čase a konečný v priestore. Ale, ako už bolo uvedené, podľa Newtona sa vesmír s konečnou veľkosťou musí zrútiť. Za týmto účelom Einstein zaviedol kozmologickú konštantu, ktorá kompenzovala gravitačnú príťažlivosť vzdialených objektov.

Bez ohľadu na to, ako paradoxne to môže znieť, Einstein neobmedzil samotnú konečnosť vesmíru. Podľa jeho názoru je vesmír uzavretou škrupinou hypersféry. Obdobou je povrch obyčajnej trojrozmernej gule, napríklad zemegule alebo Zeme. Bez ohľadu na to, koľko cestovateľ cestuje po Zemi, nikdy nedosiahne jej okraj. To však neznamená, že Zem je nekonečná. Cestovateľ sa jednoducho vráti na miesto, odkiaľ svoju cestu začal.

Na povrchu hypersféry

Rovnakým spôsobom sa vesmírny tulák, ktorý prechádza Einsteinovým vesmírom na hviezdnej lodi, môže vrátiť späť na Zem. Len tentoraz sa tulák nebude pohybovať po dvojrozmernom povrchu gule, ale po trojrozmernom povrchu hypersféry. To znamená, že vesmír má konečný objem, a teda aj konečný počet hviezd a hmotnosti. Vesmír však nemá hranice ani stred.

Einstein dospel k týmto záverom spojením priestoru, času a gravitácie vo svojej slávnej teórii. Pred ním boli tieto pojmy považované za samostatné, a preto bol priestor vesmíru čisto euklidovský. Einstein dokázal, že samotná gravitácia je zakrivením časopriestoru. Toto radikálne zmenilo skoré predstavy o povahe vesmíru, založené na klasickej newtonovskej mechanike a euklidovskej geometrii.

Rozširujúci sa vesmír

Ani samotnému objaviteľovi „nového vesmíru“ neboli ilúzie cudzie. Hoci Einstein obmedzil vesmír vo vesmíre, naďalej ho považoval za statický. Podľa jeho vzoru bol a zostáva vesmír večný a jeho veľkosť zostáva vždy rovnaká. V roku 1922 sovietsky fyzik Alexander Friedman výrazne rozšíril tento model. Podľa jeho výpočtov vesmír vôbec nie je statický. V priebehu času sa môže rozširovať alebo zmenšovať. Je pozoruhodné, že Friedman dospel k takémuto modelu založenému na rovnakej teórii relativity. Podarilo sa mu túto teóriu aplikovať správnejšie a obísť kozmologickú konštantu.

Albert Einstein tento „dodatok“ okamžite neprijal. Tento nový model prišiel na pomoc skôr spomínanému objavu Hubbleovho teleskopu. Recesia galaxií nepopierateľne dokázala skutočnosť expanzie vesmíru. Einstein si teda musel priznať chybu. Teraz mal vesmír určitý vek, ktorý striktne závisí od Hubbleovej konštanty, ktorá charakterizuje rýchlosť jeho expanzie.

Ďalší vývoj kozmológie

Keď sa vedci pokúšali vyriešiť túto otázku, objavili sa mnohé ďalšie dôležité zložky vesmíru a vyvinuli sa jeho rôzne modely. Takže v roku 1948 George Gamow predstavil hypotézu „horúceho vesmíru“, ktorá sa neskôr zmenila na teóriu veľkého tresku. Objav v roku 1965 potvrdil jeho podozrenie. Teraz mohli astronómovia pozorovať svetlo, ktoré prišlo od okamihu, keď sa vesmír stal transparentným.

Temná hmota, ktorú v roku 1932 predpovedal Fritz Zwicky, bola potvrdená v roku 1975. Temná hmota v skutočnosti vysvetľuje samotnú existenciu galaxií, zhlukov galaxií a samotnej vesmírnej štruktúry ako celku. Takto vedci zistili, že väčšina hmoty vesmíru je úplne neviditeľná.

Nakoniec sa v roku 1998 počas štúdie vzdialenosti do zistilo, že vesmír sa zrýchľuje. Tento posledný bod obratu vo vede zrodil naše moderné chápanie povahy vesmíru. Kozmologický koeficient, ktorý zaviedol Einstein a vyvrátil Friedman, opäť našiel svoje miesto v modeli Vesmíru. Prítomnosť kozmologického koeficientu (kozmologická konštanta) vysvetľuje jeho zrýchlenú expanziu. Na vysvetlenie prítomnosti kozmologickej konštanty bol zavedený koncept hypotetického poľa obsahujúceho väčšinu hmoty vesmíru.

Moderné chápanie veľkosti pozorovateľného vesmíru

Moderný model vesmíru sa nazýva aj model ΛCDM. Písmeno "Λ" znamená prítomnosť kozmologickej konštanty, ktorá vysvetľuje zrýchlené rozpínanie vesmíru. "CDM" znamená, že vesmír je naplnený chladnou temnou hmotou. Nedávne štúdie naznačujú, že Hubbleova konštanta je približne 71 (km/s)/Mpc, čo zodpovedá veku vesmíru 13,75 miliardy rokov. Keď poznáme vek vesmíru, môžeme odhadnúť veľkosť jeho pozorovateľnej oblasti.

Podľa teórie relativity sa informácie o akomkoľvek objekte nemôžu dostať k pozorovateľovi rýchlosťou väčšou ako je rýchlosť svetla (299 792 458 m/s). Ukazuje sa, že pozorovateľ nevidí len objekt, ale aj jeho minulosť. Čím ďalej je od neho predmet, tým vzdialenejšia minulosť vyzerá. Napríklad pri pohľade na Mesiac vidíme, ako to bolo pred viac ako sekundou, Slnko - pred viac ako ôsmimi minútami, najbližšie hviezdy - roky, galaxie - pred miliónmi rokov atď. V Einsteinovom stacionárnom modeli vesmír nemá žiadne vekové obmedzenie, čo znamená, že jeho pozorovateľná oblasť tiež nie je ničím obmedzená. Pozorovateľ, vyzbrojený čoraz sofistikovanejšími astronomickými prístrojmi, bude pozorovať čoraz vzdialenejšie a starodávnejšie objekty.

Máme iný obraz s moderným modelom vesmíru. Vesmír má podľa nej vek, a teda aj hranicu pozorovania. To znamená, že od zrodu vesmíru žiadny fotón nemohol prejsť vzdialenosť väčšiu ako 13,75 miliardy svetelných rokov. Ukazuje sa, že môžeme povedať, že pozorovateľný vesmír je od pozorovateľa obmedzený na sférickú oblasť s polomerom 13,75 miliardy svetelných rokov. Nie je to však celkom pravda. Netreba zabúdať ani na rozširovanie priestoru Vesmíru. V čase, keď sa fotón dostane k pozorovateľovi, objekt, ktorý ho vyžaroval, bude od nás vzdialený už 45,7 miliardy svetelných rokov. rokov. Táto veľkosť je horizontom častíc, je to hranica pozorovateľného vesmíru.

Za horizontom

Veľkosť pozorovateľného vesmíru je teda rozdelená na dva typy. Zdanlivá veľkosť, nazývaná aj Hubbleov polomer (13,75 miliardy svetelných rokov). A skutočná veľkosť, nazývaná horizont častíc (45,7 miliardy svetelných rokov). Dôležité je, že oba tieto horizonty vôbec necharakterizujú skutočnú veľkosť Vesmíru. Po prvé, závisia od polohy pozorovateľa v priestore. Po druhé, časom sa menia. V prípade modelu ΛCDM sa horizont častíc rozširuje rýchlosťou väčšou ako Hubbleov horizont. Moderná veda neodpovedá na otázku, či sa tento trend v budúcnosti zmení. Ale ak predpokladáme, že vesmír sa stále zrýchľuje, potom všetky objekty, ktoré teraz vidíme, skôr či neskôr zmiznú z nášho „zorného poľa“.

V súčasnosti je najvzdialenejším svetlom, ktoré astronómovia pozorujú, kozmické mikrovlnné žiarenie pozadia. Pri pohľade do nej vedci vidia vesmír taký, aký bol 380 tisíc rokov po Veľkom tresku. V tomto momente sa vesmír ochladil natoľko, že bol schopný vyžarovať voľné fotóny, ktoré sú dnes detekované pomocou rádioteleskopov. V tom čase vo vesmíre neboli žiadne hviezdy ani galaxie, ale iba súvislý oblak vodíka, hélia a nepatrného množstva ďalších prvkov. Z nehomogenít pozorovaných v tomto oblaku sa následne vytvoria kopy galaxií. Ukazuje sa, že práve tie objekty, ktoré vzniknú z nehomogenít v kozmickom mikrovlnnom žiarení pozadia, sa nachádzajú najbližšie k horizontu častíc.

Skutočné hranice

Či má vesmír skutočné, nepozorovateľné hranice, je stále predmetom pseudovedeckých špekulácií. Tak či onak, všetci súhlasia s nekonečnosťou Vesmíru, no túto nekonečnosť si vykladajú úplne inak. Niektorí považujú vesmír za multidimenzionálny, kde náš „miestny“ trojrozmerný vesmír je len jednou z jeho vrstiev. Iní hovoria, že vesmír je fraktálny - čo znamená, že náš miestny vesmír môže byť časticou iného. Nemali by sme zabúdať na rôzne modely Multivesmíru s jeho uzavretými, otvorenými, paralelnými vesmírmi a červími dierami. A existuje veľa, veľa rôznych verzií, ktorých počet je obmedzený len ľudskou fantáziou.

Ale ak zapneme chladný realizmus alebo jednoducho odstúpime od všetkých týchto hypotéz, potom môžeme predpokladať, že náš vesmír je nekonečnou homogénnou nádobou všetkých hviezd a galaxií. Navyše, v akomkoľvek veľmi vzdialenom bode, či už ide o miliardy gigaparsekov od nás, budú všetky podmienky úplne rovnaké. V tomto bode budú horizont častíc a Hubbleova guľa úplne rovnaké, s rovnakým reliktným žiarením na ich okraji. Okolo budú rovnaké hviezdy a galaxie. Je zaujímavé, že to nie je v rozpore s expanziou vesmíru. Nie je to predsa len vesmír, ktorý sa rozpína, ale jeho priestor samotný. To, že v momente Veľkého tresku Vesmír vznikol z jedného bodu, znamená len to, že vtedajšie nekonečne malé (prakticky nulové) rozmery sa dnes zmenili na nepredstaviteľne veľké. V budúcnosti budeme používať práve túto hypotézu, aby sme jasne pochopili rozsah pozorovateľného vesmíru.

Vizuálna reprezentácia

Rôzne zdroje poskytujú najrôznejšie vizuálne modely, ktoré ľuďom umožňujú pochopiť rozsah vesmíru. Nestačí nám však uvedomiť si, aký veľký je kozmos. Je dôležité si predstaviť, ako sa v skutočnosti prejavujú pojmy ako Hubbleov horizont a horizont častíc. Aby sme to urobili, predstavme si náš model krok za krokom.

Zabudnime, že moderná veda nepozná „cudziu“ oblasť vesmíru. Ak zahodíme verzie multivesmírov, fraktálneho vesmíru a jeho ďalších „odrodov“, predstavme si, že je jednoducho nekonečný. Ako už bolo uvedené, nie je to v rozpore s rozšírením jeho priestoru. Samozrejme, berieme do úvahy, že jeho Hubbleova guľa a časticová guľa sú 13,75 a 45,7 miliardy svetelných rokov.

Mierka vesmíru

Stlačte tlačidlo ŠTART a objavte nový, neznámy svet!
Najprv sa pokúsme pochopiť, aká veľká je univerzálna mierka. Ak ste cestovali po našej planéte, viete si dobre predstaviť, aká veľká je pre nás Zem. Teraz si predstavte našu planétu ako zrnko pohánky pohybujúce sa na obežnej dráhe okolo vodného melónu-Slnka veľkosti polovice futbalového ihriska. V tomto prípade bude obežná dráha Neptúna zodpovedať veľkosti malého mesta, oblasť bude zodpovedať Mesiacu a oblasť hranice vplyvu Slnka bude zodpovedať Marsu. Ukazuje sa, že naša slnečná sústava je oveľa väčšia ako Zem, ako je Mars väčší ako pohánka! Ale toto je len začiatok.

Teraz si predstavme, že táto pohánka bude náš systém, ktorého veľkosť je približne rovná jednému parseku. Potom bude mať Mliečna dráha veľkosť dvoch futbalových štadiónov. To nám však stačiť nebude. Aj Mliečna dráha sa bude musieť zmenšiť na centimetre. Bude tak trochu pripomínať kávovú penu zabalenú vo vírivke uprostred kávovo čierneho medzigalaktického priestoru. Dvadsať centimetrov od nej je rovnaká špirálovitá „omrvinka“ - hmlovina Andromeda. Okolo nich bude roj malých galaxií našej Miestnej kopy. Zdanlivá veľkosť nášho vesmíru bude 9,2 kilometra. Dospeli sme k pochopeniu vesmírnych dimenzií.

Vo vnútri univerzálnej bubliny

Na pochopenie samotnej stupnice nám to však nestačí. Je dôležité uvedomiť si Vesmír v dynamike. Predstavme si seba ako obrov, pre ktorých má Mliečna dráha centimetrový priemer. Ako sme práve poznamenali, ocitneme sa vo vnútri gule s polomerom 4,57 a priemerom 9,24 kilometra. Predstavme si, že sme schopní vznášať sa vnútri tejto gule, cestovať a pokrývať celé megaparseky za sekundu. Čo uvidíme, ak bude náš vesmír nekonečný?

Samozrejme, pred nami sa objaví nespočetné množstvo galaxií všetkého druhu. Eliptické, špirálové, nepravidelné. Niektoré oblasti sa nimi budú hemžiť, iné budú prázdne. Hlavnou črtou bude, že vizuálne budú všetci nehybní, kým my nehybní. Ale akonáhle urobíme krok, samotné galaxie sa začnú pohybovať. Napríklad, ak dokážeme rozlíšiť mikroskopickú slnečnú sústavu v centimetrovej Mliečnej dráhe, budeme môcť pozorovať jej vývoj. Keď sa vzdialime od našej galaxie 600 metrov, uvidíme protohviezdu Slnko a protoplanetárny disk v momente formovania. Keď sa k nemu priblížime, uvidíme, ako sa javí Zem, vzniká život a objavuje sa človek. Rovnakým spôsobom uvidíme, ako sa galaxie menia a pohybujú, keď sa od nich vzďaľujeme alebo sa k nim približujeme.

V dôsledku toho, čím vzdialenejšie galaxie sa pozrieme, tým staršie pre nás budú. Najvzdialenejšie galaxie sa teda budú nachádzať ďalej ako 1300 metrov od nás a na prelome 1380 metrov už uvidíme reliktné žiarenie. Pravda, táto vzdialenosť bude pre nás pomyselná. Keď sa však priblížime k žiareniu kozmického mikrovlnného pozadia, uvidíme zaujímavý obrázok. Prirodzene, budeme pozorovať, ako sa budú formovať a vyvíjať galaxie z počiatočného oblaku vodíka. Keď dosiahneme jednu z týchto vytvorených galaxií, pochopíme, že sme neprešli vôbec 1,375 kilometra, ale všetkých 4,57.

Oddialenie

Tým pádom ešte viac zväčšíme veľkosť. Teraz môžeme umiestniť celé dutiny a steny do päste. Ocitneme sa teda v dosť malej bubline, z ktorej sa nedá dostať von. Nielenže sa vzdialenosť objektov na okraji bubliny zväčší, keď sa budú približovať, ale samotný okraj sa bude posúvať na neurčito. Toto je celý bod veľkosti pozorovateľného vesmíru.

Bez ohľadu na to, aký veľký je vesmír, pre pozorovateľa zostane vždy obmedzenou bublinou. Pozorovateľ bude vždy v strede tejto bubliny, v skutočnosti je jej stredom. Keď sa pozorovateľ pokúsi dostať k akémukoľvek objektu na okraji bubliny, posunie jej stred. Keď sa priblížite k objektu, tento objekt sa bude pohybovať ďalej a ďalej od okraja bubliny a zároveň sa bude meniť. Napríklad z beztvarého vodíkového oblaku sa zmení na plnohodnotnú galaxiu alebo ďalej na galaktickú kopu. Navyše, keď sa k nemu priblížite, cesta k tomuto objektu sa zväčší, keďže sa zmení aj samotný okolitý priestor. Po dosiahnutí tohto objektu ho iba presunieme z okraja bubliny do jej stredu. Na okraji vesmíru bude reliktné žiarenie stále blikať.

Ak predpokladáme, že vesmír sa bude ďalej rozširovať zrýchleným tempom, keď sa potom nachádza v strede bubliny a posúva čas vpred o miliardy, bilióny a ešte vyššie rády rokov, všimneme si ešte zaujímavejší obraz. Aj keď sa naša bublina bude tiež zväčšovať, jej meniace sa zložky sa od nás budú vzďaľovať ešte rýchlejšie a opustia okraj tejto bubliny, až kým každá častica vesmíru nebude blúdiť samostatne vo svojej osamelej bubline bez možnosti interakcie s inými časticami.

Moderná veda teda nemá informácie o skutočnej veľkosti vesmíru a o tom, či má hranice. S istotou však vieme, že pozorovateľný vesmír má viditeľnú a skutočnú hranicu, ktorá sa nazýva Hubbleov polomer (13,75 miliardy svetelných rokov) a polomer častíc (45,7 miliardy svetelných rokov). Tieto hranice úplne závisia od polohy pozorovateľa v priestore a časom sa rozširujú. Ak sa polomer Hubbleovho teleskopu rozširuje striktne rýchlosťou svetla, potom sa expanzia horizontu častíc zrýchli. Otvorenou ostáva otázka, či bude jeho zrýchľovanie horizontu častíc pokračovať a či ho nenahradí kompresia.

VESMÍR

VESMÍR

Filozofický encyklopedický slovník. 2010 .

V. je nekonečne rôznorodá vo formách existencie a pohybu hmoty. Hmota ani nevzniká, ani sa neničí, ale iba prechádza z jednej formy do druhej. Preto úplne svojvoľné a idealistické. je teória neustáleho vytvárania hmoty z „ničoho“ (F. Hoyle, Nový model pre rozpínajúci sa vesmír, v časopise „Monthly Notices of the Royal Astron. Soc“, L., 1948, v. 108; H Bondi, Kozmológia, 1952).

Nekonečná rozmanitosť hmotných foriem v nekonečnom priestore vedie k záveru, že organické. , ako jedna z foriem existencie hmoty nie je majetkom len našej planéty, ale vzniká všade tam, kde sa k nim pridávajú zodpovedajúce.

Toto sú základy. vlastnosti V., ktoré majú nielen fyzikálne, ale aj skvelé. význam. Náuka o štruktúre vody je vo svojich najvšeobecnejších záveroch úzko spojená s filozofiou. Preto tá zúrivá ideologická , vedená k otázkam štruktúry a rozvoja V.

Popieranie nekonečnosti priestoru a času množstvom vedcov je spôsobené nielen vplyvom idealistických predstáv. duchovnú atmosféru, v ktorej sa nachádzajú, ale aj neúspešné pokusy vybudovať konzistentnú nekonečnú V., založenú na celom súbore nám známych pozorovacích údajov. Uznanie konečnosti V. v tej či onej podobe je v podstate odmietnutím riešenia najdôležitejšieho vedeckého problému, prechodom z pozície vedy do pozície náboženstva. Toto je dialektické. materializmus, ktorý dokazuje hodnotu v priestore a čase, podnecuje ďalší rozvoj vedy a naznačuje základné cesty rozvoja teórie.

Otázka konečnosti či nekonečnosti V. nie je len vecou prírodných vied. Samotná akumulácia je empirická. materiál a jeho matematické spracovanie len v rámci jedného alebo druhého oddelenia. Vedy zatiaľ nedokážu dať vyčerpávajúcu a logicky nezraniteľnú odpoveď na položenú otázku. Najvhodnejším prostriedkom na riešenie problému je filozofia. , založený na výdobytkoch celej prírodnej vedy a pevných základoch dialektického materializmu. metóda. Tu vystupuje do popredia dialektika. vývoj konceptu nekonečna, ťažkosti s fungovaním na Kryme pociťuje nielen veda, ale aj iné vedy.

Všeobecné vlastnosti V., jeho časopriestorové charakteristiky teda spôsobujú veľké ťažkosti. Ale celý tisícročný vývoj vedy nás presviedča, že tento problém sa dá vyriešiť len rozpoznaním nekonečnosti priestoru a času. Vo všeobecnosti takéto riešenie poskytuje dialektický materializmus. Vytvorenie racionálnej, konzistentnej predstavy o V. ako celku, s prihliadnutím na všetky pozorované procesy, je však záležitosťou budúcnosti.

Lit.: Engels F., Dialektika prírody, M., 1955, Anti-Dühring, M., 1957; Lenin V.I., Materializmus a diela, 4. vydanie, zväzok 14; Blazhko S.N., Kurz všeobecnej astronómie, M., 1947; Polák I.F., Kurz všeobecnej astronómie, 7. vydanie, M., 1955; Parenago P.P., Kurz hviezdnej astronómie, 3. vydanie, M., 1954; Eigenson M. S., Veľký vesmír, M.–L., 1936; Fesenkov V.G., Moderné predstavy o vesmíre, M.–L., 1949; Agekyan T. A., Star Universe, M., 1955; Lyttleton R. A., Moderný vesmír, L., ; Knowle F., Hranice astronómie, Melb., ; Thomas O., astronómia. Tatsachen und Probleme, 7 Aufl., Salzburg–Stuttgart, .

A. Bovin. Moskva.

Filozofická encyklopédia. V 5 zväzkoch - M.: Sovietska encyklopédia. Spracoval F. V. Konstantinov. 1960-1970 .

VESMÍR

VESMÍR (z gréckeho „oecumene“ – obývaná, obývaná zem) – „všetko, čo existuje“, „komplexný svetový celok“, „úhrn všetkých vecí“; význam týchto pojmov je nejednoznačný a určený pojmovým kontextom. Rozlišujeme minimálne tri úrovne pojmu „vesmír“.

1. Vesmír ako filozofický má význam blízky pojmu „univerzum“ alebo „svet“: „hmotný svet“, „stvorená bytosť“ atď. V európskej filozofii hrá dôležitú úlohu. Obrazy Vesmíru vo filozofických ontológiách boli zahrnuté do filozofických základov vedeckého výskumu Vesmíru.

2. Vesmír vo fyzickej kozmológii alebo Vesmír ako celok je predmetom kozmologickej extrapolácie. V tradičnom zmysle - komplexný, neobmedzený a zásadne jedinečný fyzikálny systém („Vesmír je publikovaný v jednej kópii“ - A. Poincaré); svet nazeraný z fyzikálneho a astronomického hľadiska (A.L. Zelmanov). Rôzne teórie a modely vesmíru sa z tohto hľadiska považujú za neekvivalentné toho istého originálu. Tento vesmír ako celok bol ospravedlnený rôznymi spôsobmi: 1) s odkazom na „predpoklad extrapolability“: kozmológia tvrdí, že predstavuje komplexný svetový celok v systéme poznania svojimi pojmovými prostriedkami, a kým sa nepreukáže opak, tieto tvrdenia musia byť prijaté v plnom rozsahu; 2) logicky je vesmír definovaný ako komplexný globálny celok a iné vesmíry nemôžu podľa definície existovať atď. Klasická newtonovská kozmológia vytvorila vesmír nekonečný v priestore a čase a nekonečno sa považovalo za pripísateľnú vlastnosť vesmíru. Všeobecne sa uznáva, že Newtonov nekonečný homogénny vesmír „zničil“ ten staroveký. Vedecké a filozofické obrazy vesmíru však naďalej koexistujú v kultúre a navzájom sa obohacujú. Newtonovský vesmír zničil obraz starovekého kozmu iba v tom zmysle, že oddelil človeka od vesmíru a dokonca ich postavil do protikladu.

V neklasickej, relativistickej kozmológii bola najprv skonštruovaná teória vesmíru. Jeho vlastnosti sa ukázali byť úplne odlišné od Newtonových. Podľa teórie rozpínajúceho sa vesmíru, ktorú vypracoval Friedman, vesmír ako celok môže byť v priestore konečný aj nekonečný a v čase je v každom prípade konečný, to znamená, že mal začiatok. A. A. Friedman veril, že svet alebo vesmír ako predmet kozmológie je „nekonečne užší a menší ako svetový vesmír filozofa“. Naopak, drvivá väčšina kozmológov na základe princípu uniformity stotožnila modely rozpínajúceho sa Vesmíru s našou Metagalaxou. Počiatočná expanzia Metagalaxie bola považovaná za „začiatok všetkého“, z kreacionistického hľadiska – za „stvorenie sveta“. Niektorí relativistickí kozmológovia, považujúc uniformitu za nedostatočne odôvodnené zjednodušenie, považovali Vesmír za komplexný fyzikálny systém vo väčšom meradle ako Metagalaxia a Metagalaxiu len za obmedzenú časť Vesmíru.

Relativistická kozmológia radikálne zmenila obraz vesmíru vo vedeckom obraze sveta. Ideologicky sa vrátila k obrazu starovekého kozmu v tom zmysle, že opäť spájala človeka a (vyvíjajúci sa) Vesmír. Ďalší krok týmto smerom sa objavil v kozmológii. Moderný prístup k interpretácii vesmíru ako celku je založený po prvé na rozdiele medzi filozofickou myšlienkou sveta a vesmírom ako objektom kozmológie; po druhé, tento pojem sa relativizuje, t. j. jeho rozsah koreluje s určitou úrovňou poznania, kozmologickou teóriou alebo modelom – v čisto lingvistickom (bez ohľadu na ich objektívny status) alebo v objektívnom zmysle. Vesmír bol interpretovaný napríklad ako „najväčší počet udalostí, na ktoré možno použiť naše fyzikálne zákony, tak či onak extrapolované“ alebo „možno považovať za fyzicky spojené s nami“ (G. Bondi).

Vývojom tohto prístupu bol koncept, podľa ktorého je vesmír v kozmológii „všetko, čo existuje“. nie v nejakom absolútnom zmysle, ale len z pohľadu danej kozmologickej teórie, teda fyzikálneho systému najväčšieho rozsahu a poriadku, ktorý vyplýva z určitého systému fyzikálneho poznania. Toto je relatívne a prechodné k známemu megasvetu, determinované možnosťami extrapolácie systému fyzikálnych znalostí. Vesmír ako celok neznamená vo všetkých prípadoch ten istý „originál“. Naopak, rôzne teórie môžu mať ako svoje objekty rôzne originály, teda fyzikálne systémy rôznych rádov a mier štrukturálnej hierarchie. Ale všetky tvrdenia, že predstavujú komplexný svetový celok v absolútnom zmysle, zostávajú nepodložené. Pri interpretácii vesmíru v kozmológii treba rozlišovať medzi potenciálne existujúcim a skutočne existujúcim. To, čo sa dnes považuje za neexistujúce, môže zajtra vstúpiť do oblasti vedeckého výskumu, ukázať sa, že existuje (z pohľadu fyziky) a byť zahrnuté do nášho chápania vesmíru.

Ak teda teória rozpínajúceho sa vesmíru v podstate opísala našu metagalaxiu, potom teória inflačného („nafukujúceho sa“) vesmíru, najpopulárnejšia v modernej kozmológii, zavádza koncept mnohých „iných vesmírov“ (alebo v zmysle empirického jazyka , mimometagalaktické predmety) s kvalitatívne odlišnými vlastnosťami. Inflačná teória teda rozpoznáva megaskopické porušenie princípu uniformity vesmíru a v jeho význame zavádza princíp nekonečnej rozmanitosti vesmíru. I. S. Shklovsky navrhol nazvať celok týchto vesmírov „Metaverse“. Oživuje inflačná kozmológia v špecifickej podobe, teda predstavu nekonečnosti vesmíru (Metaverse) ako jeho nekonečnej rozmanitosti. Objekty ako Metagalaxia sa v inflačnej kozmológii často nazývajú „minivesmíry“. Miniverzy vznikajú spontánnymi výkyvmi fyzikálneho vákua. Z tohto pohľadu vyplýva, že začiatočný moment expanzie nášho Vesmíru, Metagalaxie, nemusíme nutne považovať za absolútny začiatok všetkého. Toto je len počiatočný moment evolúcie a samoorganizácie jedného z kozmických systémov. V niektorých verziách kvantovej kozmológie je pojem Vesmír úzko spojený s existenciou pozorovateľa („princíp participácie“). „Vygenerovaním účastníckych pozorovateľov v určitej obmedzenej fáze svojej existencie nezíska

Inštrukcie

„Priepasť sa otvorila a je plná hviezd; hviezdy nemajú číslo, priepasť má svoje dno,“ napísal v jednej zo svojich básní geniálny ruský vedec Michail Vasilievič Lomonosov. Toto je poetické vyhlásenie o nekonečnosti vesmíru.

Vek „existencie“ pozorovateľného vesmíru je približne 13,7 miliardy pozemských rokov. Svetlu, ktoré prichádza zo vzdialených galaxií „z okraja sveta“, trvá viac ako 14 miliárd rokov, kým dosiahne Zem. Ukazuje sa, že diametrálne rozmery vesmíru sa dajú vypočítať, ak sa približne 13,7 vynásobí dvoma, teda 27,4 miliardy svetelných rokov. Radiálna veľkosť sférického modelu je približne 78 miliárd svetelných rokov a priemer je 156 miliárd svetelných rokov. Ide o jednu z najnovších verzií amerických vedcov, ktorá je výsledkom dlhoročných astronomických pozorovaní a výpočtov.

V pozorovateľnom vesmíre je 170 miliárd galaxií, ako je tá naša. Zdá sa, že tá naša je v strede obrovskej lopty. Z najvzdialenejších vesmírnych objektov je viditeľné reliktné svetlo – z pohľadu ľudstva fantasticky staré. Ak preniknete veľmi hlboko do časopriestorového systému, môžete vidieť mladosť planéty Zem.

Vek svietiacich vesmírnych objektov pozorovaných zo Zeme je obmedzený. Po vypočítaní maximálneho veku, poznaní času, ktorý svetlo potrebovalo na to, aby prešlo vzdialenosť od nich k povrchu Zeme, a poznaní konštanty, rýchlosti svetla, pomocou vzorca S = Vxt (cesta = rýchlosť vynásobená časom) známeho zo školy vedci určili pravdepodobné rozmery pozorovateľného Vesmíru.

Reprezentácia vesmíru vo forme trojrozmernej gule nie je jediným spôsobom, ako postaviť model vesmíru. Existujú hypotézy naznačujúce, že vesmír nemá tri, ale nekonečný počet dimenzií. Existujú verzie, že sa ako hniezdna bábika skladá z nekonečného počtu guľovitých útvarov, ktoré sú vnorené do seba a sú od seba vzdialené.

Existuje predpoklad, že vesmír je nevyčerpateľný podľa rôznych kritérií a rôznych súradnicových osí. Ľudia považovali najmenšiu časticu hmoty za „teliesku“, potom „molekulu“, potom „atóm“, potom „protóny a elektróny“, potom začali hovoriť o elementárnych časticiach, ktoré sa ukázali ako elementárne. , o kvantách, neutrínach a kvarkoch... A nikto nezaručí, že vo vnútri ďalšej supermikrominičastice hmoty nie je ďalší Vesmír. A naopak – že viditeľný Vesmír nie je len mikročastica hmoty Super-Mega-Vesmíru, ktorej rozmery si nikto nevie ani len predstaviť a vypočítať, sú také veľké.

Čo vieme o vesmíre, aký je vesmír? Vesmír je bezhraničný svet ťažko pochopiteľný ľudskou mysľou, ktorý sa zdá byť neskutočný a nehmotný. V skutočnosti sme obklopení hmotou, neobmedzenou v priestore a čase, schopnou nadobúdať rôzne podoby. Aby sme sa pokúsili pochopiť skutočný rozsah vesmíru, ako funguje vesmír, štruktúru vesmíru a procesy evolúcie, budeme musieť prekročiť prah vlastného videnia sveta, pozrieť sa na svet okolo nás z iného uhla pohľadu, zvnútra.

Vzdelávanie vesmíru: prvé kroky

Priestor, ktorý pozorujeme ďalekohľadmi, je len časťou hviezdneho vesmíru, takzvanej Megagalaxie. Parametre Hubblovho kozmologického horizontu sú kolosálne – 15-20 miliárd svetelných rokov. Tieto údaje sú približné, pretože v procese evolúcie sa vesmír neustále rozširuje. K expanzii vesmíru dochádza prostredníctvom šírenia chemických prvkov a kozmického mikrovlnného žiarenia pozadia. Štruktúra vesmíru sa neustále mení. Vo vesmíre sa objavujú zhluky galaxií, objektov a telies vesmíru - sú to miliardy hviezd, ktoré tvoria prvky blízkeho vesmíru - hviezdne systémy s planétami a satelitmi.

Kde je začiatok? Ako vznikol Vesmír? Vek vesmíru je pravdepodobne 20 miliárd rokov. Možno zdrojom kozmickej hmoty bola horúca a hustá protohmota, ktorej akumulácia v určitom okamihu explodovala. Najmenšie častice vytvorené v dôsledku explózie sa rozptýlili vo všetkých smeroch a v našej dobe sa naďalej vzďaľujú od epicentra. Teória veľkého tresku, ktorá dnes dominuje vedeckým kruhom, najpresnejšie popisuje vznik vesmíru. Látka, ktorá sa objavila v dôsledku kozmickej kataklizmy, bola heterogénna hmota pozostávajúca z malých nestabilných častíc, ktoré sa zrážali a rozptyľovali a začali navzájom interagovať.

Veľký tresk je teória pôvodu vesmíru, ktorá vysvetľuje jeho vznik. Podľa tejto teórie spočiatku existovalo určité množstvo hmoty, ktorá v dôsledku určitých procesov explodovala s obrovskou silou a rozptýlila hmotu matky do okolitého priestoru.

Po určitom čase, podľa kozmických štandardov - v okamihu, podľa pozemskej chronológie - miliónoch rokov, začala etapa materializácie vesmíru. Z čoho sa skladá vesmír? Rozptýlená hmota sa začala sústreďovať do zhlukov, veľkých a malých, na mieste ktorých sa následne začali objavovať prvé prvky vesmíru, obrovské masy plynu – škôlky budúcich hviezd. Vo väčšine prípadov je proces formovania hmotných objektov vo vesmíre vysvetlený zákonmi fyziky a termodynamiky, existuje však množstvo bodov, ktoré sa zatiaľ vysvetliť nedajú. Napríklad, prečo je rozpínajúca sa hmota viac koncentrovaná v jednej časti vesmíru, zatiaľ čo v inej časti vesmíru je hmota veľmi riedka? Odpovede na tieto otázky možno získať len vtedy, keď sa objasní mechanizmus formovania vesmírnych objektov, veľkých a malých.

Teraz je proces formovania vesmíru vysvetlený pôsobením zákonov vesmíru. Gravitačná nestabilita a energia v rôznych oblastiach spustili vznik protohviezd, ktoré následne pod vplyvom odstredivých síl a gravitácie vytvorili galaxie. Inými slovami, zatiaľ čo hmota pokračovala a ďalej sa rozpínala, pod vplyvom gravitačných síl sa začali procesy stláčania. Častice oblakov plynu sa začali koncentrovať okolo imaginárneho stredu a nakoniec vytvorili nové zhutnenie. Stavebnými materiálmi v tomto gigantickom stavebnom projekte sú molekulárny vodík a hélium.

Chemické prvky Vesmíru sú primárnym stavebným materiálom, z ktorého následne vznikli objekty Vesmíru

Potom začne pôsobiť termodynamický zákon a aktivujú sa procesy rozpadu a ionizácie. Molekuly vodíka a hélia sa rozpadajú na atómy, z ktorých sa vplyvom gravitačných síl vytvorí jadro protohviezdy. Tieto procesy sú zákonmi Vesmíru a nadobudli formu reťazovej reakcie, ktorá sa odohráva vo všetkých vzdialených kútoch Vesmíru a napĺňa vesmír miliardami, stovkami miliárd hviezd.

Evolúcia vesmíru: najdôležitejšie

Dnes vo vedeckých kruhoch existuje hypotéza o cyklickej povahe stavov, z ktorých sú utkané dejiny vesmíru. Plynové zhluky, ktoré vznikli v dôsledku explózie promateriálu, sa stali škôlkami pre hviezdy, ktoré následne vytvorili množstvo galaxií. Po dosiahnutí určitej fázy však hmota vo Vesmíre začína inklinovať k svojmu pôvodnému, koncentrovanému stavu, t.j. po výbuchu a následnej expanzii hmoty vo vesmíre nasleduje stlačenie a návrat do superhustého stavu, do východiskového bodu. Následne sa všetko opakuje, po pôrode nasleduje finále a tak ďalej mnoho miliárd rokov do nekonečna.

Začiatok a koniec vesmíru v súlade s cyklickým vývojom vesmíru

Ak však vynecháme tému vzniku Vesmíru, ktorá zostáva otvorenou otázkou, mali by sme prejsť k štruktúre vesmíru. Ešte v 30. rokoch 20. storočia sa ukázalo, že vesmír je rozdelený na oblasti - galaxie, čo sú obrovské útvary, z ktorých každá má svoju hviezdnu populáciu. Navyše galaxie nie sú statické objekty. Rýchlosť vzďaľovania sa galaxií od pomyselného stredu Vesmíru sa neustále mení, čoho dôkazom je približovanie sa niektorých a vzďaľovanie iných od seba.

Všetky vyššie uvedené procesy z hľadiska trvania pozemského života trvajú veľmi pomaly. Z hľadiska vedy a týchto hypotéz všetky evolučné procesy prebiehajú rýchlo. Konvenčne možno vývoj vesmíru rozdeliť do štyroch etáp - epoch:

• hadrónová éra;
• leptónová éra;
• fotónová éra;
• hviezdna éra.

Kozmická časová mierka a vývoj vesmíru, podľa ktorých možno vysvetliť vzhľad kozmických objektov

V prvej fáze sa všetka hmota koncentrovala do jednej veľkej jadrovej kvapôčky, pozostávajúcej z častíc a antičastíc, spojených do skupín - hadrónov (protónov a neutrónov). Pomer častíc k antičasticiam je približne 1:1,1. Nasleduje proces anihilácie častíc a antičastíc. Zvyšné protóny a neutróny sú stavebnými kameňmi, z ktorých sa tvorí vesmír. Trvanie hadrónovej éry je zanedbateľné, iba 0,0001 sekundy - obdobie výbušnej reakcie.

Potom po 100 sekundách začína proces syntézy prvkov. Proces jadrovej fúzie pri teplote miliardy stupňov produkuje molekuly vodíka a hélia. Po celú dobu sa látka naďalej rozširuje vo vesmíre.

Od tohto momentu sa začína dlhá, od 300-tisíc do 700-tisíc rokov, fáza rekombinácie jadier a elektrónov, pričom vznikajú atómy vodíka a hélia. V tomto prípade sa pozoruje pokles teploty látky a intenzita žiarenia klesá. Vesmír sa stáva transparentným. Vodík a hélium vytvorené v kolosálnych množstvách pod vplyvom gravitačných síl premieňajú primárny vesmír na obrovské stavenisko. Po miliónoch rokov sa začína hviezdna éra – čo je proces vzniku protohviezd a prvých protogalaxií.

Toto rozdelenie evolúcie na etapy zapadá do modelu horúceho Vesmíru, ktorý vysvetľuje mnohé procesy. Skutočné príčiny Veľkého tresku a mechanizmus expanzie hmoty zostávajú nevysvetlené.

Štruktúra a štruktúra vesmíru

Hviezdna éra vývoja vesmíru začína tvorbou vodíka. Vplyvom gravitácie sa vodík hromadí do obrovských zhlukov a zhlukov. Hmotnosť a hustota takýchto zhlukov je kolosálna, státisíckrát väčšia ako hmotnosť samotnej vytvorenej galaxie. Nerovnomerné rozloženie vodíka pozorované v počiatočnom štádiu formovania vesmíru vysvetľuje rozdiely vo veľkostiach výsledných galaxií. Megagalaxie sa vytvorili tam, kde by mala existovať maximálna akumulácia plynného vodíka. Tam, kde bola koncentrácia vodíka nevýznamná, sa objavili menšie galaxie, podobné nášmu hviezdnemu domovu – Mliečnej dráhe.

Verzia, podľa ktorej je vesmír začiatkom a koncom, okolo ktorého sa galaxie točia v rôznych štádiách vývoja

Od tohto momentu vesmír dostáva prvé formácie s jasnými hranicami a fyzikálnymi parametrami. Už to nie sú hmloviny, nahromadenia hviezdneho plynu a kozmického prachu (produkty výbuchu), protoklastre hviezdnej hmoty. Sú to hviezdne krajiny, ktorých oblasť je z pohľadu ľudskej mysle obrovská. Vesmír sa stáva plným zaujímavých kozmických javov.

Z hľadiska vedeckého zdôvodnenia a moderného modelu Vesmíru vznikli galaxie najskôr v dôsledku pôsobenia gravitačných síl. Došlo k premene hmoty na kolosálnu univerzálnu vírivku. Centripetálne procesy zabezpečili následnú fragmentáciu oblakov plynu do zhlukov, ktoré sa stali rodiskom prvých hviezd. Protogalaxie s rýchlymi periódami rotácie sa časom zmenili na špirálové galaxie. Tam, kde bola rotácia pomalá a sledoval sa hlavne proces stláčania hmoty, vznikali nepravidelné galaxie, najčastejšie eliptické. Na tomto pozadí sa vo Vesmíre odohrali grandióznejšie procesy – vznik superkopy galaxií, ktorých okraje sú vo vzájomnom tesnom kontakte.

Superkopy sú početné skupiny galaxií a zhluky galaxií v rámci rozsiahlej štruktúry vesmíru. V rámci 1 miliardy St. Existuje asi 100 superklastrov už roky

Od tej chvíle sa ukázalo, že vesmír je obrovská mapa, kde kontinenty sú zhluky galaxií a krajiny sú megagalaxie a galaxie, ktoré vznikli pred miliardami rokov. Každá z formácií pozostáva zo zhluku hviezd, hmlovín a nahromadenia medzihviezdneho plynu a prachu. Celá táto populácia však tvorí len 1 % z celkového objemu univerzálnych formácií. Prevažnú časť hmoty a objemu galaxií zaberá temná hmota, ktorej povahu nie je možné určiť.

Rozmanitosť vesmíru: triedy galaxií

Vďaka úsiliu amerického astrofyzika Edwina Hubblea máme teraz hranice vesmíru a jasnú klasifikáciu galaxií, ktoré ho obývajú. Klasifikácia je založená na štrukturálnych vlastnostiach týchto obrovských útvarov. Prečo majú galaxie rôzne tvary? Odpoveď na túto a mnohé ďalšie otázky dáva Hubbleova klasifikácia, podľa ktorej sa vesmír skladá z galaxií nasledujúcich tried:

• špirála;
• eliptický;
• nepravidelné galaxie.

Medzi prvé patria najbežnejšie útvary, ktoré vypĺňajú vesmír. Charakteristickými znakmi špirálových galaxií je prítomnosť jasne definovanej špirály, ktorá rotuje okolo jasného jadra alebo smeruje ku galaktickej priečke. Špirálové galaxie s jadrom sú označené S, zatiaľ čo objekty s centrálnou priečkou sú označené SB. Do tejto triedy patrí aj naša galaxia Mliečna dráha, v strede ktorej je jadro rozdelené svetelným mostom.

Typická špirálová galaxia. V strede je jasne viditeľné jadro s mostom, z ktorého koncov vychádzajú špirálové ramená.

Podobné útvary sú roztrúsené po celom vesmíre. Najbližšia špirálová galaxia, Andromeda, je obrom, ktorý sa rýchlo približuje k Mliečnej dráhe. Najväčším známym zástupcom tejto triedy je obrovská galaxia NGC 6872. Priemer galaktického disku tohto monštra je približne 522 tisíc svetelných rokov. Tento objekt sa nachádza vo vzdialenosti 212 miliónov svetelných rokov od našej galaxie.

Ďalšou spoločnou triedou galaktických útvarov sú eliptické galaxie. Ich označenie v súlade s Hubblovou klasifikáciou je písmeno E (eliptické). Tieto útvary majú elipsoidný tvar. Napriek tomu, že podobných objektov je vo vesmíre pomerne veľa, eliptické galaxie nie sú mimoriadne výrazné. Pozostávajú hlavne z hladkých elips, ktoré sú vyplnené hviezdokopami. Na rozdiel od galaktických špirál, elipsy neobsahujú nahromadenie medzihviezdneho plynu a kozmického prachu, čo sú hlavné optické efekty vizualizácie takýchto objektov.

Typickým predstaviteľom tejto dnes známej triedy je eliptická prstencová hmlovina v súhvezdí Lýra. Tento objekt sa nachádza vo vzdialenosti 2100 svetelných rokov od Zeme.

Pohľad na eliptickú galaxiu Centaurus A cez ďalekohľad CFHT

Poslednou triedou galaktických objektov, ktoré obývajú vesmír, sú nepravidelné alebo nepravidelné galaxie. Označenie podľa Hubblovej klasifikácie je latinský symbol I. Hlavným znakom je nepravidelný tvar. Inými slovami, takéto predmety nemajú jasné symetrické tvary a charakteristické vzory. Takáto galaxia svojím tvarom pripomína obraz univerzálneho chaosu, kde sa hviezdokopy striedajú s oblakmi plynu a kozmického prachu. V meradle vesmíru sú nepravidelné galaxie bežným javom.

Nepravidelné galaxie sú zase rozdelené do dvoch podtypov:

• Nepravidelné galaxie podtypu I majú zložitú nepravidelnú štruktúru, vysoko hustý povrch a vyznačujú sa jasom. Tento chaotický tvar nepravidelných galaxií je často dôsledkom zrútených špirál. Typickým príkladom takejto galaxie je Veľký a Malý Magellanov oblak;
• Nepravidelné, nepravidelné galaxie podtypu II majú nízky povrch, chaotický tvar a nie sú veľmi jasné. V dôsledku poklesu jasu je ťažké takéto útvary v rozľahlosti vesmíru odhaliť.

Veľký Magellanov oblak je k nám najbližšia nepravidelná galaxia. Oba útvary sú zasa satelitmi Mliečnej dráhy a čoskoro (o 1-2 miliardy rokov) ich môže pohltiť väčší objekt.

Nepravidelná galaxia Veľký Magellanov mrak - satelit našej galaxie Mliečna dráha

Napriek tomu, že Edwin Hubble pomerne presne zaradil galaxie do tried, táto klasifikácia nie je ideálna. Mohli by sme dosiahnuť viac výsledkov, ak by sme do procesu porozumenia vesmíru zahrnuli Einsteinovu teóriu relativity. Vesmír je reprezentovaný množstvom rôznych foriem a štruktúr, z ktorých každá má svoje charakteristické vlastnosti a črty. Nedávno sa astronómom podarilo objaviť nové galaktické útvary, ktoré sú opísané ako prechodné objekty medzi špirálovými a eliptickými galaxiami.

Mliečna dráha je najznámejšou časťou vesmíru

Dve špirálové ramená, symetricky umiestnené okolo stredu, tvoria hlavné telo galaxie. Špirály sa zase skladajú z ramien, ktoré do seba plynule prechádzajú. Na spojnici ramien Strelca a Labute sa nachádza naše Slnko, ktoré sa nachádza vo vzdialenosti 2,62·10¹⁷km od stredu galaxie Mliečna dráha. Špirály a ramená špirálových galaxií sú zhluky hviezd, ktorých hustota sa zvyšuje, keď sa približujú ku galaktickému stredu. Zvyšok hmoty a objemu galaktických špirál je tmavá hmota a len malá časť pripadá na medzihviezdny plyn a kozmický prach.

Pozícia Slnka v náručí Mliečnej dráhy, miesto našej galaxie vo Vesmíre

Hrúbka špirál je približne 2 tisíc svetelných rokov. Celý tento vrstvený koláč je v neustálom pohybe a otáča sa obrovskou rýchlosťou 200-300 km/s. Čím bližšie k stredu galaxie, tým vyššia je rýchlosť rotácie. Slnku a našej slnečnej sústave bude trvať 250 miliónov rokov, kým dokončí revolúciu okolo stredu Mliečnej dráhy.

Naša galaxia pozostáva z bilióna hviezd, veľkých a malých, superťažkých a stredne veľkých. Najhustejším zhlukom hviezd v Mliečnej dráhe je rameno Strelca. Práve v tejto oblasti je pozorovaná maximálna jasnosť našej galaxie. Opačná časť galaktického kruhu je naopak menej jasná a ťažko rozlíšiteľná vizuálnym pozorovaním.

Centrálnu časť Mliečnej dráhy predstavuje jadro, ktorého rozmery sa odhadujú na 1000-2000 parsekov. V tejto najjasnejšej oblasti galaxie je sústredený maximálny počet hviezd, ktoré majú rôzne triedy, svoje vlastné cesty vývoja a vývoja. Ide najmä o staré superťažké hviezdy v záverečných fázach Main Sequence. Potvrdením prítomnosti centra starnutia galaxie Mliečna dráha je prítomnosť veľkého počtu neutrónových hviezd a čiernych dier v tejto oblasti. Stredom špirálového disku akejkoľvek špirálovej galaxie je totiž supermasívna čierna diera, ktorá podobne ako obrovský vysávač nasáva nebeské objekty a skutočnú hmotu.

Supermasívna čierna diera nachádzajúca sa v centrálnej časti Mliečnej dráhy je miestom smrti všetkých galaktických objektov

Pokiaľ ide o hviezdokopy, vedcom sa dnes podarilo klasifikovať dva typy zhlukov: sférické a otvorené. Okrem hviezdokôp pozostávajú špirály a ramená Mliečnej dráhy, ako každá iná špirálová galaxia, z rozptýlenej hmoty a temnej energie. V dôsledku Veľkého tresku je hmota vo vysoko riedkom stave, ktorý predstavuje jemný medzihviezdny plyn a prachové častice. Viditeľnú časť hmoty tvoria hmloviny, ktoré sa zase delia na dva typy: planetárne a difúzne hmloviny. Viditeľná časť spektra hmlovín je spôsobená lomom svetla hviezd, ktoré vyžarujú svetlo vo vnútri špirály všetkými smermi.

Naša slnečná sústava existuje v tejto kozmickej polievke. Nie, nie sme jediní v tomto obrovskom svete. Rovnako ako Slnko, mnohé hviezdy majú svoje vlastné planetárne systémy. Celá otázka je, ako odhaliť vzdialené planéty, ak vzdialenosti aj v rámci našej galaxie presahujú dobu existencie akejkoľvek inteligentnej civilizácie. Čas vo vesmíre sa meria podľa iných kritérií. Planéty so svojimi satelitmi sú najmenšie objekty vo vesmíre. Počet takýchto objektov je nevyčísliteľný. Každá z tých hviezd, ktoré sú vo viditeľnom rozsahu, môže mať svoje vlastné hviezdne systémy. Môžeme vidieť iba existujúce planéty, ktoré sú nám najbližšie. Čo sa deje v susedstve, aké svety existujú v iných ramenách Mliečnej dráhy a aké planéty existujú v iných galaxiách, zostáva záhadou.

Kepler-16b je exoplanéta v blízkosti dvojitej hviezdy Kepler-16 v súhvezdí Labuť

Záver

S iba povrchným chápaním toho, ako vesmír vznikol a ako sa vyvíja, človek urobil len malý krok k pochopeniu a pochopeniu rozsahu vesmíru. Obrovská veľkosť a rozsah, s ktorými sa dnes vedci musia vysporiadať, naznačuje, že ľudská civilizácia je len okamihom v tomto zväzku hmoty, priestoru a času.

Model vesmíru v súlade s koncepciou prítomnosti hmoty vo vesmíre, berúc do úvahy čas

Štúdium vesmíru siaha od Koperníka až po súčasnosť. Najprv vedci vychádzali z heliocentrického modelu. V skutočnosti sa ukázalo, že priestor nemá skutočný stred a všetka rotácia, pohyb a pohyb prebieha podľa zákonov Vesmíru. Napriek tomu, že existuje vedecké vysvetlenie pre prebiehajúce procesy, univerzálne objekty sú rozdelené do tried, typov a typov, ani jedno teleso vo vesmíre nie je podobné inému. Veľkosti nebeských telies sú približné, rovnako ako ich hmotnosť. Umiestnenie galaxií, hviezd a planét je ľubovoľné. Ide o to, že vo vesmíre neexistuje súradnicový systém. Pri pozorovaní vesmíru robíme projekciu na celý viditeľný horizont, pričom za nulový referenčný bod považujeme našu Zem. V skutočnosti sme len mikroskopická častica stratená v nekonečných rozlohách vesmíru.

Vesmír je substancia, v ktorej všetky objekty existujú v úzkom spojení s priestorom a časom

Podobne ako v súvislosti s veľkosťou, čas vo vesmíre by sa mal považovať za hlavnú zložku. Pôvod a vek vesmírnych objektov nám umožňuje vytvoriť si obraz o zrode sveta a vyzdvihnúť etapy vývoja vesmíru. Systém, s ktorým máme do činenia, úzko súvisí s časovými rámcami. Všetky procesy prebiehajúce vo vesmíre majú cykly – začiatok, vznik, premenu a koniec, sprevádzané smrťou hmotného objektu a prechodom hmoty do iného stavu.