Размер наблюдаемой Вселенной составляет примерно 45,7 миллиардов световых лет,а это 4,324×10^26 м. Эта статья содержит материалы из статьи «Размер Вселенной составляет минимум 156 миллиардов световых лет», опубликованной и распространяющейся на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 (CC BY 4.0).
Что во Вселенной больше всего?
| Мир за пределами Млечного Пути: как Эдвин Хаббл «раздвинул» границы Вселенной | Как работают расстояния во Вселенной? |
| Каков размер наблюдаемой Вселенной в световых годах? | Текущая оценка диаметра Вселенной составляет около 93 миллиардов световых лет. |
| 37 поразительных фотографий, показывающих наше место во Вселенной | Узнайте размеры Вселенной: как измерить пространство, описание процесса расширения, использование красного смещения, движение света, роль инфляции. |
Верно ли, что вселенная имеет размер 13,8 миллиардов световых лет?
Эти единицы показывают, сколько времени потребуется свету, чтобы пройти определенное расстояние. Для сравнения: свет от Солнца до Земли доходит за 8 минут. Размер Солнечной системы оценивается примерно в 2 световых года. Ближайшая к Земле звезда — Проксима Центавра, расположена на расстоянии более 4 световых лет.
Космическое пространство в радиусе 1014 км или 10 световых лет от Солнца содержит около десятка звезд. Расстояния до них, а также их возраст, массы, размеры, состав, температуры поверхностей, светимость ученые уже определили достаточно точно. Размеры в десятки световых лет — это масштабы мегамира.
Так, размер нашей галактики Млечный путь составляет около 100 тысяч световых лет диаметр. Большое Магелланово Облако и Малое Магелланово Облако — галактики, которые находятся от нашей галактики на расстоянии 160 тысяч световых лет. Расстояние до еще одной из близких к нам галактик — галактики Андромеды составляет около 2,5 миллионов световых лет.
Граница наблюдаемого мегамира находится от нас на расстоянии порядка 10 миллиардов световых лет. Согласно общепринятой гипотезе возраст нашей Вселенной составляет около 14 миллиардов лет, поэтому свет от объектов, удаленных более чем на 14 миллиардов световых лет, ещё до нас не дошёл, и наблюдать такие объекты невозможно. Таким образом, структурные уровни мегамира — звезды и звездные скопления, галактики, скопления галактик.
Это структуры огромных размеров, масс и энергий, их движение определяется гравитационным взаимодействием и описывается законами общей теории относительности. Рассмотрим теперь объекты микромира. Если уменьшить сферу радиусом 10 см в миллиард раз, то получим размер, соответствующий 10-8 см 10-10 м.
Такие размеры соответствуют молекулам и атомам. Увидеть объекты такого размера с помощью микроскопа невозможно, т. О структуре атомов и молекул судят по косвенным данным, на основании которых и создаются модельные образы.
Приведем численные значения радиусов некоторых атомов. Размеры атома определяются размером его электронной оболочки. Волновая природа электрона проявляется в способности к дифракции и интерференции.
Энергия электрона в атоме изменяется дискретно. Волновая природа электрона не позволяет говорить о траектории его движения. Состояние электронов в атоме описывается законами квантовой механики.
Нахождение электрона в атоме описывают как электронное облако определенной формы. Электронные облака изображают с помощью моделей — атомных орбиталей различной формы. Электронная конфигурация атомов распределение электронов по орбиталям определяет его химические свойства.
Атомы могут соединяться, образуя большое разнообразие более сложных структур, существование которых обусловлено химической связью, имеющей электростатическую природу.
Но как понять эту цифру? Пусть Земля будет гречневой крупинкой, тогда Солнце — шаром, размером с половину футбольного поля. А если представить, что это ядрышко — 1 парсек, и это наша солнечная система, то Млечный путь по отношению к нему будет длинною уже в два футбольных поля. Теперь уменьшаем его до сантиметра, Вселенная относительно него будет составлять 9,2 км.
Чтобы представить еще лучше, знайте, что ученые открыли новую звезду-сверхгиганта «UY Scuti». Ее размер 5 миллиардов Солнц! Представляете, какие маленькие мы, если радиус Земли меньше Солнца в 109 раз? Источник: youtube. Однако с космосом все сложнее.
Это две «темные лошадки», над загадкой которых ученые бьются до сих пор. Темная материя не поглощает и не отражает свет, действует на планеты, как магнит на скрепки: притягивая и удерживая их на своих местах. Создает гравитацию, если по-научному. Темная энергия же наоборот действует как антигравитация, за счет чего Вселенная имеет свойство расширяться.
На последнем правом из представленных рисунков нынешний радиус Вселенной равен примерно 1014 световых лет.
В соответствии со стандартной моделью Большого Взрыва начальный радиус Вселенной должен был быть порядка нескольких сантиметров, а дальнейшее расширение было линейным. Инфляция позволяла устранить некоторые проблемы, возникающие в стандартной модели Большого Взрыва. Однако, первые инфляционные сценарии также не были лишены недостатков, что привело к дальнейшему их развитию и появлению новых инфляционных моделей, в которых на стадии инфляции Вселенная расширилась существенно сильнее. Например, в [12] приводится величина расширения пространства в 10 в степени 105 — 1012 раз, что практически означает размер Вселенной точно с этими же числовыми значениями: 10 в степени 105 — 1012 см. Наибольший размер Вселенной по завершению стадии инфляции из этого диапазона предсказывает новая инфляционная теория А.
Линде: «Главное отличие инфляционной теории от старой космологии становится очевидным, если посчитать размер типичной инфляционной области в конце инфляции.
С ним проводят следственные действия, устанавливают другие эпизоды его противоправной деятельности. Накануне полиция Ростова-на-Дону начала проверку после того, как в Сети появились видеозаписи, на которых переехавший с Украины блогер-самбист избивает людей. О смерти актера сообщил Красноярский драматический театр им. Пушкина, передает «Московский комсомолец». Обаятельный, светлый, легкий, открытый и отзывчивый человек», — говорится в сообщении на сайте учреждения. Решетников родился в 1950 году, является выпускником Красноярского училища искусств.
Среди театральных работ актера — роли в постановках «Темные аллеи», «Тихий шорох уходящих шагов», «Матренин двор», «Ромео и Джульетта», «Чайка». Кроме того, он снялся в спортивной драме «Начни сначала». На прошлой неделе стало известно о смерти актера Юрия Омельченко. Он скончался в больнице от повторного инсульта в возрасте 48 лет. ВС России удается уничтожать поступающие на Украину западные вооружения благодаря хорошей работе разведки, добавил журналист. Ранее агентство Bloomberg сообщало , что Россия наносит удары по военным объектам и логистическим маршрутам на Украине, чтобы затруднить доставку американского оружия украинским войскам. Речь идет о не предназначенной к продаже символике на брендированной продукции группы, «где изображены древнеславянские символы в виде различных образов солнца с загнутыми по кругу лучами».
ВИДИМ ЛИ МЫ ВСЕЛЕННУЮ?
Специалисты заявили, что размеры NGC 6872 в поперечнике (то есть от начала одного «хвоста» до конца другого по диагонали) составляют 522 тысячи световых лет. Расстояния между небесными телами во Вселенной очень велики, поэтому их обычно измеряют в световых годах. Кстати подобные пустоты астрономами обнаруживались и ранее, однако размеры их редко превышали 2 млн световых лет в диаметре. Ученые Национального аэрокосмического агентства (НАСА) США обнаружили доказательства возможной жизни на планете, находящейся на расстоянии более 100 световых лет от Земли.
Космос как минимум в 250 раз больше видимой Вселенной заявляют космологи
Объём Юпитера может вместить 1300 планет размером с Землю. У Юпитера — 63 известных науке спутника луны , но почти все они очень маленькие и тусклые. Солнце Самый большой объект Солнечной системы диаметр 1. Проценты очень медленно меняются, так как Солнце превращает водород в гелий в своём ядре. Температура достигает 15.
Мощность Солнца в 386 миллиардов мегаватт обеспечивается реакциями ядерного синтеза. Каждую секунду около 700. Солнечная система Наша Солнечная система состоит из центральной звезды Солнца и девяти планет: Меркурия, Венеры, Земли, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Плутона, а также многочисленных лун, миллионов скалистых астероидов и миллиардов ледяных комет. Это красный гипергигант в созвездии Большого Пса.
Её радиус больше радиуса Солнца в 1800-2200 раз, а диаметр составляет 3 миллиарда километров. Если бы её поместили в нашу Солнечную систему, её поверхность протянулась бы за орбиту Сатурна. Некоторые астрономы не согласны с данным утверждением и считают, что звезда VY Большого Пса на самом деле гораздо меньше, всего в 600 раз больше Солнца, и растянулась бы только до орбиты Марса.
Среди них, как и в мире звезд, есть гиганты и карлики, "обычные" и "необычные" галактики, относительно спокойные и чрезвычайно активные. Они находятся на громадных расстояниях от нас. Свет от самой близкой из них мчится к нам почти два миллиона триста тысяч лет. А ведь эту галактику мы видим даже невооруженным глазом, она в созвездии Андромеды.
Это очень большая спиральная галактика, похожая на нашу, и поэтому ее фотографии в какой-то степени "компенсируют" отсутствие снимков нашей Галактики. Почти все открытые галактики удается рассмотреть лишь на фотографиях, полученных с помощью современных наземных телескопов-гигантов или космических телескопов. Применение радиотелескопов и радиоинтерферометров помогло существенно дополнить оптические данные. Радиоастрономия и внеатмосферная рентгеновская астрономия приоткрыли завесу над тайной процессов, происходящих в ядрах галактик и в квазарах самых далеких из известных ныне объектов нашей Вселенной, почти неотличимых от звезд на фотографиях, полученных с помощью оптических телескопов. В чрезвычайно огромном и практически скрытом от глаз мегамире или в Метагалактике удалось открыть его важные закономерности и свойства: расширение, крупномасштабную структуру. Все это несколько напоминает другой, уже открытый и во многом разгаданный микромир. Там исследуются совсем близкие к нам, но тоже невидимые кирпичики мироздания атомы, адроны, протоны, нейтроны, мезоны, кварки.
Познав устройство атомов и закономерности взаимодействия их электронных оболочек, ученые буквально "оживили" Периодическую систему элементов Д. Самое важное то, что человек оказался способным открыть и познать непосредственно не воспринимаемые им миры различных масштабов мегамир и микромир. В этом контексте астрофизика и космология вроде бы не оригинальны. Но тут мы приближаемся к самому интересному. Мы сами, как и наша Земля, как Солнечная система, как Галактика, - всего лишь "частицы" невообразимой по обыденным масштабам и по сложности структуры Вселенной, именуемой "Метагалактика". Она включает в себя множество систем галактик разной сложности от "двойных" до скоплений и сверхскоплений. Согласитесь, что при этом осознание масштаба собственной ничтожной величины в необъятном мегамире не унижает человека, а, наоборот, возвышает мощь его Разума, способного открыть все это и разобраться в том, что было открыто ранее.
Казалось бы, пора и успокоиться, поскольку современная картина строения и эволюции Метагалактики в общих чертах создана. Однако, во-первых, она таит в себе много принципиально нового, ранее неведомого для нас, а во-вторых, не исключено, что кроме нашей Метагалактики есть и другие мини-вселенные, образующие пока еще гипотетическую Большую Вселенную... Может быть, на этом стоит пока остановиться. Потому что нам бы сейчас, как говорится, со своей Вселенной разобраться. Дело в том, что она в конце ХХ века преподнесла астрономии большой сюрприз. Тем, кто интересуется историей физики, известно, что в начале ХХ века некоторым великим физикам показалось, будто бы их титанический труд завершен, ибо все главное в этой науке уже открыто и исследовано. Правда, на горизонте оставалась пара странных "облачков", но мало кто предполагал, что они вскоре "обернутся" теорией относительности и квантовой механикой...
Неужели что-то подобное ожидает астрономию? Вполне вероятно, потому что наша Вселенная, наблюдаемая с помощью всей мощи современных астрономических инструментов и вроде бы уже довольно основательно изученная, может оказаться лишь вершиной вселенского айсберга. А где же его остальная часть? Как могло возникнуть столь дерзкое предположение о существовании еще чего-то громадного, материального и совершенно доселе неизвестного? Вновь обратимся к истории астрономии. Одной из ее триумфальных страниц было открытие планеты Нептун "на кончике пера". Гравитационное воздействие какой-то массы на движение Урана натолкнуло ученых на мысль о существовании неизвестной еще планеты, позволило талантливым математикам определить ее местоположение в Солнечной системе, а потом точно указать астрономам, где ее искать на небесной сфере.
И в дальнейшем гравитация оказывала астрономам подобные услуги: помогала открывать разные "диковинные" объекты - белых карликов, черные дыры. Так вот и теперь исследование движения звезд в галактиках и галактик в их скоплениях привело ученых к выводу о существовании таинственного невидимого "темного" вещества а может быть, вообще какой-то неведомой нам формы материи , и запасы этого "вещества" должны быть колоссальными.
Если бы Вселенная была наполнена лишь тёмной энергией, никакой свет до нас бы вообще не дошёл, поскольку расширение было бы экспоненциальным и по прошествии такого времени мы бы просто ничего не увидели. Но ни один из этих примеров не соответствует реальной Вселенной, в которой перемешаны эти энергии и эта смесь меняется со временем. На ранних стадиях Вселенной в первые несколько тысяч лет доминировало излучение, преимущественно в виде фотонов и нейтрино. Потом случился фазовый переход и материя нормальная и тёмная стала преобладающей компонентой на миллиарды лет. И совсем недавно, уже после формирования Солнечной системы и Земли, тёмная энергия стала доминантой. Поскольку тёмная энергия не была и не будет единственным источником энергии Вселенной, мы никогда не окажемся в ситуации, в которой свет до нас не дойдёт. Но её достаточно, чтобы раздвинуть границы Вселенной дальше, чем в варианте с одной только материей: до 46,1 миллиарда световых лет.
Это контринтуитивно, но нужно помнить: 13,8 миллиарда лет назад вся наблюдаемая Вселенная была меньше, чем наша сегодняшняя Солнечная система! Расширение Вселенной началось очень быстро и со временем замедлялось. Оно продолжает замедляться, но оно асимптотически стремится не к нулю, а к конечной, хотя и большой, величине. Это означает, что свет от очень удалённого объекта, унесённого расширением Вселенной больше, чем на 40 млрд световых лет от нас, может дойти до нас сегодня, совершив по Вселенной путешествие, сравнимое со всей историей её существования. И когда он дойдёт до нас, мы увидим свет, испущенный в то время, когда Вселенная была чрезвычайно молода. Разница лишь в спектральном красном смещении, которое позволяет нам определить возраст и удалённость этого объекта. Вот почему во Вселенной возрастом в 13,8 миллиарда лет наиболее удалённые из видимых объектов находятся на расстоянии в 46 миллиардов световых лет от нас!
Это самая далёкая гравитационная линза, когда-либо обнаруженная, на расстоянии 21 миллиарда световых лет. Источник: P. Благодаря полному кольцу JWST-ER1 исследователи рассчитали массу галактики-линзы, определив, насколько она исказила пространство-время вокруг себя. Масса этой галактики эквивалентна примерно 650 миллиардам Солнц, что делает её необычайно плотной для своего размера. Некоторая часть этой массы может объясняться тёмной материей, но даже в этом случае маловероятно, что массы звёзд хватит, чтобы объяснить остальную массу галактики.
NASA показало крупнейшую из известных спиральных галактик во Вселенной
4 миллиарда световых лет. Но Вселенная постоянно расширяется, и расстояние в световых годах до GN-z11 сейчас намного больше — около 32 миллиардов. Однако, учитывая непрерывное расширение пространства, сопутствующий диаметр Вселенной растягивается до внушительных 93 миллиардов световых лет. Уже успевший прославиться космический телескоп «Джеймс Уэбб» сумел обнаружить галактику GLASS-z13, возраст которой составляет порядка 13,5 млрд лет. Большое Кольцо расположено близко к 0 по оси X и охватывает примерно от -650 до +650 по оси X (что эквивалентно 1,3 миллиардам световых лет). Размеры вселенной, которую мы видим порядка 91,5 млрд. световых лет.
Интересные факты об устройстве Вселенной
| Насколько велика Вселенная? | Путешествие к краю Вселенной: сколько световых лет от нас до самой далекой из известных галактик. |
| Вселенная уже не та: Что телескоп James Webb увидел в далёком прошлом | Мы знаем, что возраст Вселенной составляет 13,8 миллиардов лет, но размер наблюдаемой Вселенной при этом – 46 миллиардов световых лет. |
Пузырь в миллиард световых лет поставил под вопрос скорость расширения Вселенной
Несмотря на огромное значение, световой год тоже бывает мал для измерения гигантских дистанций между объектами Вселенной. По их оценкам, возраст Вселенной может составлять 26,7 миллиарда лет — такие данные возможны, если совместить модель Lambda-CDM и теорию усталого света Цвикки, то есть рассматривать красное смещение как гибридное явление. Но Вселенная постоянно расширяется, и расстояние в световых годах до GN-z11 сейчас намного больше — около 32 миллиардов.
Что во Вселенной больше всего?
А чтобы пересечь Вселенную расстояние 93 миллиарда световых лет , потребуются десятилетия. Все это говорит о том, что даже самые смелые фантазии недооценивают размер того, с чем человечество имеет дело. Это только то, что мы можем видеть при помощи самых мощных приборов. На самом деле реальные масштабы Вселенной мы не можем представить и приблизительно. Тем не менее, если взглянуть на размер известной Вселенной и представить, что человек мог путешествовать один световой год в секунду, ему потребовалось бы почти 3000 лет, чтобы добраться с одной ее стороны на другую. Достаточно сложно представить а еще сложнее понять, как это подсчитали ученые , что на планете находится примерно 7,5 квинтиллионов песчинок это 7,5 с 18 нулями. Их примерно в 5-10 раз больше в уже изученной части Вселенной, и это без учета планет и их спутников. На расстоянии от 38 миллионов до 260 миллионов километров свету требуется от 2 до 15 минут , чтобы добраться от Земли до Венеры.
Инфляция позволяла устранить некоторые проблемы, возникающие в стандартной модели Большого Взрыва. Однако, первые инфляционные сценарии также не были лишены недостатков, что привело к дальнейшему их развитию и появлению новых инфляционных моделей, в которых на стадии инфляции Вселенная расширилась существенно сильнее. Например, в [12] приводится величина расширения пространства в 10 в степени 105 — 1012 раз, что практически означает размер Вселенной точно с этими же числовыми значениями: 10 в степени 105 — 1012 см. Наибольший размер Вселенной по завершению стадии инфляции из этого диапазона предсказывает новая инфляционная теория А. Линде: «Главное отличие инфляционной теории от старой космологии становится очевидным, если посчитать размер типичной инфляционной области в конце инфляции. Рисунки из работ слева направо [12, 9] Такой разброс размеров Вселенной, очевидно, должен привести к различным итоговым параметрам Вселенной. Исследуем некоторые группы этих сценариев инфляционного расширения Вселенной.
Мпк - это мегапарсеки. Получается вывод - наблюдаемая Вселенная имеет радиус 13. Но не всё так просто, мы забыли кое-что очень и очень важное - ускоренное расширение Вселенной. Она расширяется. С ускорением. И по подсчётам, за то время что фотон достигнет наблюдателя, объект, от которого собственно исходит этот фотон, пролетит расстояние уже в 46 млрд световых лет.
Только посмотрите, насколько крошечным является Солнце. Фото галактики Млечный путь 18. Но ничто не может сравниться с размерами галактики. Если уменьшить Солнце до размеров лейкоцита белой кровяной клетки , и уменьшить Галактику Млечный путь, используя тот же масштаб, Млечный путь был бы размером с США. Это потому, что Млечный путь просто огромен. Вот, где находится Солнечная система внутри него. Но мы видим лишь очень малую часть нашей галактики. Но даже наша галактика крошечная по сравнению с другими. Вот Млечный путь в сравнении с галактикой IC 1011, которая находится на расстоянии 350 миллионов световых лет от Земли. Задумайтесь, на этой фотографии, сделанной телескопом Хаббл, тысячи галактик, каждая из которых содержит миллионы звезд, каждая со своими планетами. Вот одна из галактик UDF 423, находящаяся на расстоянии 10 миллиардов световых лет. Когда вы смотрите на эту фотографию, вы глядите на миллиарды лет в прошлое.