Struktura svemira. Kratak pregled strukture svemira
klasa = "part1">
Detaljno:
Svemir
Razmjera svemira
Zvjezdani sustavi
Znate da se naša Zemlja sa svojim, drugim planetima i njihovim satelitima, kometima i manjim planetima okreće oko Sunca, da sva ta tijela čine Sunčev sustav. Zauzvrat, Sunce i sve ostale zvijezde vidljive na nebu dio su ogromnog zvjezdanog sustava – naše Galaksije. Najbliža zvijezda Sunčevom sustavu toliko je udaljena da svjetlost, koja putuje brzinom od 300 000 km/s, putuje od nje do Zemlje više od četiri godine. Zvijezde su najčešća vrsta nebeskih tijela, samo u našoj galaksiji postoje nekoliko stotina milijardi... Volumen koji zauzima ovaj zvjezdani sustav toliko je velik da ga svjetlost može prijeći samo za 100 tisuća godina.
Glavne strukturne jedinice Svemira su "zvjezdani otoci" - slični našima. Jedan od njih nalazi se u zviježđu Andromeda. To je divovska galaksija, po strukturi slična našoj i koja se sastoji od stotina milijardi zvijezda. Svjetlo iz njega na Zemlju ide više 2 milijuna godina. Galaksija Andromeda, zajedno s našom galaktikom i nekoliko drugih galaksija manje mase, tvori tzv. Lokalna grupa... Neki od zvjezdanih sustava ove skupine, uključujući Veliki i Mali Magellanov oblak, galaksije u zviježđima Kipara, Malog medvjeda, Zmaja, Oriona, sateliti su naše Galaksije. Zajedno s njime se okreću oko zajedničkog centra mase. Položaj i kretanje galaksija je ono što određuje strukturu i strukturu svemira u cjelini.
Galaksije su toliko udaljene jedna od druge da golim okom mogu vidjeti samo tri najbliže: dvije - na južnoj hemisferi - Veliki Magelanov oblak, Mali Magelanov oblak, a sa sjevera samo jedan - Andromedina maglina.
Patuljasta galaksija u zviježđu Strijelac je najbliži. Ova mala galaksija je toliko blizu da je Mliječni put guta. Galaksija Strijelac nalazi se 80.000 svjetlosnih godina od Sunca i 52.000 svjetlosnih godina od središta Mliječne staze. Sljedeća nam najbliža galaksija je Veliki Magelanov oblak, koji se nalazi 170 tisuća svjetlosnih godina od nas. Sve do 1994. godine, kada je otkrivena patuljasta galaksija u zviježđu Strijelac, smatralo se da je najbliža galaksija Veliki Magelanov oblak.
Patuljasta galaksija Strijelac izvorno je bila kugla prečnika oko 1000 svjetlosnih godina. Ali sada je njegov oblik izobličen gravitacijom Mliječne staze, a galaksija se proteže u dužinu 10 tisuća svjetlosnih godina. Nekoliko milijuna zvijezda koje pripadaju patuljku Strijelca sada je raštrkano po cijelom zviježđu Strijelca. Stoga, ako samo pogledate nebo, tada se zvijezde ove galaksije ne mogu razlikovati od zvijezda naše vlastite Galaksije.
Kozmičke udaljenosti
Iz najudaljenijih galaksija svjetlost dopire do Zemlje 10 milijardi godina... Značajan dio materije zvijezda i galaksija nalazi se u uvjetima koji se ne mogu stvoriti u zemaljskim laboratorijima. Sav vanjski prostor ispunjen je elektromagnetskim zračenjem, gravitacijskim i magnetskim poljima, između zvijezda u galaksijama i između galaksija nalazi se vrlo rijetka tvar u obliku plina, prašine, pojedinačnih molekula, atoma i iona, atomskih jezgri i elementarnih čestica. Kao što znate, udaljenost do najbližeg nebeskog tijela Zemlji - Mjeseca - je otprilike 400 000 km. Najudaljeniji objekti nalaze se od nas na udaljenosti koja više od 10 puta premašuje udaljenost do Mjeseca. Pokušajmo zamisliti veličine nebeskih tijela i udaljenosti između njih u Svemiru, koristeći dobro poznati model - školski globus Zemlje, koji je 50 milijuna puta manji od našeg planeta. U ovom slučaju bismo trebali prikazati Mjesec s kuglom promjera oko 7 cm, koja se nalazi na udaljenosti od oko 7,5 m od globusa. Model Sunca će imati promjer od 28 m i biti udaljen 3 km. , a model Plutona, najudaljenijeg planeta Sunčevog sustava, bit će uklonjen od nas na 120 km. U ovom mjerilu modela, nama najbliža zvijezda bit će smještena na udaljenosti od oko 800 000 km, odnosno 2 puta dalje od Mjeseca. Veličina naše galaksije smanjit će se na veličinu Sunčevog sustava, ali najudaljenije zvijezde i dalje će biti izvan njega.
Budući da se sve galaksije udaljuju od nas, nehotice se stječe dojam da se naša Galaksija nalazi u središtu širenja, u fiksnoj središnjoj točki svemira koji se širi. U stvarnosti imamo posla s jednom od astronomskih iluzija. Širenje Svemira događa se na takav način da u njemu ne postoji "preferencijalna" fiksna točka. Koje god dvije galaksije odabrali, udaljenost između njih će se vremenom povećavati. A to znači da bez obzira u kojoj se od galaksija promatrač nađe, on će vidjeti i sliku raspršenosti zvjezdanih otoka, sličnu onoj koju vidimo.
Lokalna grupa brzinom jednakom nekoliko stotina kilometara u sekundi, kreće se prema drugom skupu galaksija u zviježđu Djevica. Skupina Djevica je središte još gigantskog zvjezdanog otočnog sustava - Superjata galaksija koja uključuje Lokalnu grupu zajedno s našom Galaksijom. Prema podacima promatranja, superskupovi obuhvaćaju preko 90% svih postojećih galaksija i zauzimaju oko 10% cjelokupnog volumena prostora u našem Svemiru. Superjata imaju mase reda 10 15 solarnih masa. Kolosalno područje svemira s radijusom od oko 10-12 milijardi svjetlosnih godina dostupno je modernim sredstvima astronomskih istraživanja. Na ovom području, prema suvremenim procjenama, nalazi se 10 10 galaksija. Njihova kombinacija dobila je ime Metagalaksije.
Dakle, živimo u nestacionarnom svemiru koji se širi, koji se mijenja s vremenom i čija prošlost nije identična njegovom sadašnjem stanju, a sadašnjost nije identična njegovoj budućnosti.
Dragi posjetitelji!
Vaš rad je onemogućen JavaScript... Molimo uključite skripte u svom pregledniku i vidjet ćete punu funkcionalnost stranice!Što znamo o svemiru, što je kozmos? Svemir je bezgranični svijet koji je teško shvatiti ljudskim umom, koji se čini nestvarnim i nematerijalnim. Zapravo, okruženi smo materijom, neograničenom u prostoru i vremenu, sposobnom poprimiti različite oblike. Da bismo pokušali razumjeti stvarne razmjere svemira, kako funkcionira Svemir, strukturu svemira i procese evolucije, moramo prijeći prag vlastite percepcije svijeta, sagledati svijet oko sebe s drugačijeg kut, iznutra.
Pogled na beskrajna svemirska prostranstva sa Zemlje
Formiranje svemira: prvi koraci
Prostor koji promatramo teleskopom samo je dio zvjezdanog svemira, takozvane Megagalaksije. Parametri Hubbleovog kozmološkog horizonta su kolosalni - 15-20 milijardi svjetlosnih godina. Ovi podaci su približni, budući da se u procesu evolucije Svemir neprestano širi. Širenje svemira događa se širenjem kemijskih elemenata i reliktnog zračenja. Struktura svemira se neprestano mijenja. U svemiru, objektima i tijelima svemira pojavljuju se nakupine galaksija - to su milijarde zvijezda koje tvore elemente bliskog svemira - zvjezdane sustave s planetima i satelitima.
Gdje je početak? Kako je nastao svemir? Svemir bi trebao biti star 20 milijardi godina. Možda je izvor kozmičke materije bio vrući i gusti prototip, čija je akumulacija eksplodirala u određenom trenutku. Najmanje čestice nastale kao posljedica eksplozije raspršene su u svim smjerovima i nastavljaju se udaljavati od epicentra u naše vrijeme. Teorija Velikog praska, koja danas dominira u znanstvenim krugovima, najviše odgovara opisu procesa formiranja Svemira. Tvar koja je nastala kao rezultat kozmičke kataklizme bila je heterogena masa, koja se sastojala od najmanjih nestabilnih čestica, koje su, sudarajući se i raspršujući, počele međusobno komunicirati.
Veliki prasak je teorija o nastanku svemira koja objašnjava njegovo nastajanje. Prema ovoj teoriji, u početku je postojala određena količina tvari, koja je, kao rezultat određenih procesa, eksplodirala ogromnom snagom, raspršivši masu majke u okolni prostor.
Nakon nekog vremena, po kozmičkim mjerilima - trenutak, po zemaljskoj kronologiji - milijunima godina, započela je faza materijalizacije svemira. Od čega je napravljen svemir? Raspršena tvar se počela koncentrirati u grudve, velike i male, na čijem su se mjestu kasnije počeli pojavljivati prvi elementi Svemira, ogromne plinovite mase - rasadnik budućih zvijezda. U većini slučajeva, proces formiranja materijalnih objekata u Svemiru objašnjava se zakonima fizike i termodinamike, međutim, postoji niz točaka koje još uvijek prkose objašnjenju. Na primjer, zašto je u jednom dijelu svemira materija koja se širi više koncentrirana, dok je u drugom dijelu svemira materija jako razrijeđena. Odgovori na ova pitanja mogu se dobiti tek kada postane jasan mehanizam nastanka svemirskih objekata, velikih i malih.
Sada se proces formiranja Svemira objašnjava djelovanjem zakona Svemira. Gravitacijska nestabilnost i energija u različitim područjima potaknuli su nastanak protozvijezda, koje su zauzvrat, pod utjecajem centrifugalnih sila i gravitacije, formirale galaksije. Drugim riječima, dok se materija nastavila i dalje širiti, pod utjecajem gravitacijskih sila, započeli su procesi kompresije. Čestice oblaka plina počele su se koncentrirati oko imaginarnog središta, formirajući na kraju novi pečat. Građevinski blokovi ovog divovskog gradilišta su molekularni vodik i helij.
Kemijski elementi Svemira primarni su građevinski materijal od kojeg su naknadno nastali objekti Svemira.
Tada počinje djelovati zakon termodinamike, pokreću se procesi raspada i ionizacije. Molekule vodika i helija se raspadaju na atome, od kojih pod djelovanjem gravitacijskih sila nastaje jezgra protozvijezde. Ti su procesi zakoni svemira i poprimili su oblik lančane reakcije, koja se događa u svim udaljenim kutovima svemira, ispunjavajući svemir milijardama, stotinama milijardi zvijezda.
Evolucija svemira: Najvažnije
Danas u znanstvenim krugovima postoji hipoteza o cikličnoj prirodi stanja od kojih je satkana povijest Svemira. Kao rezultat eksplozije pramaterije, nakupine plina postale su rasadnici zvijezda, koje su zauzvrat formirale brojne galaksije. Međutim, došavši do određene faze, materija u Svemiru počinje težiti svom izvornom, koncentriranom stanju, t.j. nakon eksplozije i naknadnog širenja materije u prostoru slijedi kompresija i povratak u supergusto stanje, na početnu točku. Nakon toga, sve se ponavlja, rođenje slijedi konačno, i tako dugi niz milijardi godina, ad infinitum.
Početak i kraj svemira u skladu s cikličkom evolucijom svemira
Međutim, izostavljajući temu formiranja Svemira, koja ostaje otvoreno pitanje, treba prijeći na strukturu Svemira. Još 30-ih godina XX. stoljeća postalo je jasno da je svemir podijeljen na regije - galaksije, koje su ogromne formacije, svaka sa svojom zvjezdanom populacijom. Štoviše, galaksije nisu statični objekti. Brzina širenja galaksija iz imaginarnog središta Svemira neprestano se mijenja, o čemu svjedoči približavanje jednih i udaljenost drugih jedna od druge.
Svi ti procesi, u smislu trajanja zemaljskog života, traju vrlo sporo. Sa stajališta znanosti i ovih hipoteza, svi se evolucijski procesi odvijaju brzo. Evolucija svemira može se uvjetno podijeliti u četiri stupnja - ere:
- hadronsko doba;
- leptonska era;
- fotonska era;
- zvjezdano doba.
Kozmička vremenska skala i evolucija svemira, prema kojoj se može objasniti pojava svemirskih objekata
U prvoj fazi, sva je materija bila koncentrirana u jednoj velikoj nuklearnoj kapljici, koja se sastojala od čestica i antičestica, kombiniranih u skupine - hadrone (protone i neutrone). Omjer čestica i antičestica je približno 1:1,1. Zatim dolazi do procesa anihilacije čestica i antičestica. Preostali protoni i neutroni su građevni blokovi od kojih nastaje svemir. Trajanje hadronske ere je zanemarivo, samo 0,0001 sekundu - razdoblje eksplozivne reakcije.
Nadalje, nakon 100 sekundi, počinje proces sinteze elemenata. Na temperaturi od milijardu stupnjeva, nuklearna fuzija proizvodi molekule vodika i helija. Cijelo to vrijeme tvar se nastavlja širiti u svemiru.
Od tog trenutka počinje duga, od 300 tisuća do 700 tisuća godina, faza rekombinacije jezgri i elektrona, tvoreći atome vodika i helija. U tom slučaju se opaža smanjenje temperature tvari, a intenzitet zračenja se smanjuje. Svemir postaje proziran. Nastao u kolosalnim količinama vodika i helija pod utjecajem gravitacijskih sila, pretvara iskonski svemir u divovsko gradilište. Milijunima godina kasnije počinje zvjezdana era – što je proces formiranja protozvijezda i prvih protogalaksija.
Ova podjela evolucije na faze uklapa se u model vrućeg svemira, koji objašnjava mnoge procese. Pravi uzroci Velikog praska, mehanizma širenja materije, ostaju nerazjašnjeni.
Struktura i struktura svemira
Zvjezdana era evolucije Svemira počinje stvaranjem plinovitog vodika. Vodik se pod utjecajem gravitacije nakuplja u ogromnim nakupinama, ugrušcima. Masa i gustoća takvih jata je kolosalna, stotine tisuća puta veća od mase same formirane galaksije. Neravnomjerna raspodjela vodika uočena u početnoj fazi nastanka svemira objašnjava razlike u veličinama formiranih galaksija. Tamo gdje je trebala postojati maksimalna akumulacija plinovitog vodika, nastale su megagalaksije. Tamo gdje je koncentracija vodika bila zanemariva, pojavile su se manje galaksije, slične našem zvjezdanom domu – Mliječnom putu.
Verzija prema kojoj je Svemir početna krajnja točka oko koje se galaksije okreću u različitim fazama razvoja
Od ovog trenutka Svemir prima prve formacije s jasnim granicama i fizičkim parametrima. To više nisu maglice, nakupine zvjezdanog plina i kozmičke prašine (produkti eksplozije) ili protoklasteri zvjezdane tvari. To su zvjezdane zemlje čije je područje ogromno sa stajališta ljudskog uma. Svemir postaje pun zanimljivih kozmičkih pojava.
Sa stajališta znanstvenog obrazloženja i suvremenog modela svemira, galaksije su prvo nastale kao rezultat djelovanja gravitacijskih sila. Materija je pretvorena u kolosalni univerzalni vrtlog. Centripetalni procesi osigurali su naknadnu fragmentaciju plinskih oblaka u nakupine koje su postale mjesto rođenja prvih zvijezda. Protogalaksije s brzim periodom rotacije pretvorile su se s vremenom u spiralne galaksije. Tamo gdje je rotacija bila spora, a uglavnom se promatrao proces kompresije materije, nastajale su nepravilne galaksije, češće eliptične. Na toj pozadini, u Svemiru su se odvijali grandiozni procesi - formiranje superklastera galaksija, koje su međusobno u bliskom kontaktu sa svojim rubovima.
Superjata su brojne skupine galaksija i jata galaksija unutar velike strukture Svemira. Unutar 1 milijarde sv. godine postoji oko 100 superklastera
Od tog trenutka postalo je jasno da je Svemir ogromna karta, gdje su kontinenti nakupine galaksija, a zemlje mega galaksije i galaksije koje su nastale prije milijardi godina. Svaka od formacija sastoji se od nakupina zvijezda, maglica, nakupina međuzvjezdanog plina i prašine. Međutim, sva ta populacija čini samo 1% ukupnog volumena univerzalnih formacija. Veličinu i volumen galaksija zauzima tamna tvar, čiju prirodu nije moguće otkriti.
Raznolikost svemira: klase galaksija
Zahvaljujući naporima američkog astrofizičara Edwina Hubblea, sada imamo granice svemira i jasnu klasifikaciju galaksija koje ga nastanjuju. Klasifikacija se temeljila na značajkama strukture ovih divovskih formacija. Zašto galaksije imaju različite oblike? Odgovor na ovo i mnoga druga pitanja daje Hubbleova klasifikacija, prema kojoj se Svemir sastoji od galaksija sljedećih klasa:
- spirala;
- eliptični;
- nepravilne galaksije.
Prvi uključuje najčešće formacije koje ispunjavaju svemir. Karakteristična značajka spiralnih galaksija je prisutnost dobro definirane spirale koja se okreće oko svijetle jezgre ili teži galaktičkoj prečki. Spiralne galaksije s jezgrom označene su simbolima S, dok su objekti sa središnjom crtom već označeni SB. Ova klasa također uključuje našu galaksiju Mliječni put, u čijem središtu je jezgra podijeljena svjetlećom šipkom.
Tipična spiralna galaksija. U središtu se jasno vidi jezgra s mostom s čijih krajeva izviru spiralni krakovi.
Takve formacije su rasute po cijelom Svemiru. Najbliža spiralna galaksija, Andromeda, je div koji se brzo približava Mliječnom putu. Najveći predstavnik ove klase koji nam je poznat je divovska galaksija NGC 6872. Promjer galaktičkog diska ovog čudovišta je približno 522 tisuće svjetlosnih godina. Ovaj objekt nalazi se na udaljenosti od 212 milijuna svjetlosnih godina od naše galaksije.
Sljedeća, uobičajena klasa galaktičkih formacija su eliptične galaksije. Njihova oznaka u skladu s Hubbleovom klasifikacijom je slovo E (eliptično). Ove formacije su elipsoidnog oblika. Unatoč činjenici da u svemiru postoji puno sličnih objekata, eliptične galaksije se ne razlikuju po svojoj izražajnosti. Sastoje se uglavnom od glatkih elipsa koje su ispunjene zvjezdanim skupovima. Za razliku od galaktičkih spirala, elipse ne sadrže nakupine međuzvjezdanog plina i kozmičke prašine, koji su glavni optički efekti vizualizacije takvih objekata.
Tipičan predstavnik ove klase, danas poznat, je eliptična prstenasta maglica u zviježđu Lira. Ovaj objekt se nalazi na udaljenosti od 2100 svjetlosnih godina od Zemlje.
Pogled na eliptičnu galaksiju Centaurus A kroz CFHT
Posljednja klasa galaktičkih objekata koji nastanjuju svemir su nepravilne ili nepravilne galaksije. Oznaka prema Hubbleovoj klasifikaciji je latinski simbol I. Glavna značajka je nepravilan oblik. Drugim riječima, takvi objekti nemaju jasne simetrične oblike i karakterističan uzorak. Po svom obliku takva galaksija podsjeća na sliku univerzalnog kaosa, gdje se zvjezdana jata izmjenjuju s oblacima plina i kozmičke prašine. Nepravilne galaksije su česte na ljestvici svemira.
Zauzvrat, nepravilne galaksije su podijeljene u dva podtipa:
- Nepravilne galaksije I podtipa imaju složenu nepravilnu strukturu, visoku gustu površinu, koja se razlikuje po svjetlini. Često je ovaj kaotičan oblik nepravilnih galaksija rezultat kolapsiranih spirala. Tipičan primjer takve galaksije su Veliki i Mali Magellanovi oblaci;
- Nepravilne, nepravilne galaksije II podtipa imaju nisku površinu, kaotičan oblik i ne odlikuju se velikom svjetlinom. Zbog smanjenja svjetline, takve je formacije teško otkriti u prostranstvu Svemira.
Veliki Magelanov oblak nam je najbliža nepravilna galaksija. Obje formacije su pak sateliti Mliječne staze i uskoro bi ih mogao apsorbirati veći objekt (za 1-2 milijarde godina).
Nepravilna galaksija, Veliki Magelanov oblak, satelit je naše galaksije Mliječni put
Unatoč činjenici da je Edwin Hubble prilično točno smjestio galaksije u njihove klase, ova klasifikacija nije idealna. Mogli bismo postići više rezultata ako bismo Einsteinovu teoriju relativnosti uključili u proces razumijevanja Svemira. Svemir je predstavljen bogatstvom raznih oblika i struktura, od kojih svaka ima svoja karakteristična svojstva i karakteristike. Astronomi su nedavno otkrili nove galaktičke formacije koje se opisuju kao posredni objekti između spiralnih i eliptičnih galaksija.
Mliječni put je najpoznatiji dio svemira
Dva spiralna kraka, simetrično smještena oko središta, čine glavno tijelo galaksije. Spirale se pak sastoje od rukava koji se glatko prelijevaju jedan u drugi. Na spoju krakova Strijelca i Labuda nalazi se naše Sunce koje se nalazi od središta galaksije Mliječni put na udaljenosti od 2,62 · 10¹⁷km. Spirale i krakovi spiralnih galaksija su nakupine zvijezda koje povećavaju gustoću kako se približavaju galaktičkom središtu. Ostatak mase i volumena galaktičkih spirala je tamna tvar, a samo mali dio je međuzvjezdani plin i kozmička prašina.
Položaj Sunca u naručju Mliječne staze, mjesto naše galaksije u Svemiru
Spirale su debele otprilike 2000 svjetlosnih godina. Sav ovaj sloj kolača je u stalnom kretanju, rotira se ogromnom brzinom od 200-300 km / s. Što je bliže središtu galaksije, to je veća brzina rotacije. Suncu i našem Sunčevom sustavu trebat će 250 milijuna godina da završe revoluciju oko središta Mliječne staze.
Naša galaksija sastoji se od trilijuna zvijezda, velikih i malih, superteških i srednjih. Najgušći skup zvijezda u Mliječnom putu je Ruka Strijelca. Upravo se u ovoj regiji opaža maksimalni sjaj naše galaksije. Suprotni dio galaktičkog kruga, naprotiv, manje je svijetao i slabo se razlikuje od vizualnog promatranja.
Središnji dio Mliječne staze predstavlja jezgra čija je veličina navodno 1000-2000 parseka. U ovoj najsjajnijoj regiji galaksije koncentriran je maksimalan broj zvijezda koje imaju različite klase, svoje puteve razvoja i evolucije. To su uglavnom stare superteške zvijezde u završnim fazama Glavne sekvence. Potvrda prisutnosti središta starenja galaksije Mliječne staze je prisutnost u ovom području velikog broja neutronskih zvijezda i crnih rupa. Doista, središte spiralnog diska bilo koje spiralne galaksije je supermasivna crna rupa koja, poput divovskog usisavača, usisava nebeske objekte i stvarnu materiju.
Supermasivna crna rupa smještena u središnjem dijelu Mliječne staze - mjesto smrti svih galaktičkih objekata
Što se tiče zvjezdanih jata, znanstvenici su danas uspjeli klasificirati dvije vrste klastera: sferične i otvorene. Osim zvjezdanih skupova, spirale i krakovi Mliječne staze, kao i bilo koje druge spiralne galaksije, sastoje se od raspršene materije i tamne energije. Kao posljedica Velikog praska, materija je u vrlo razrijeđenom stanju, što je predstavljeno razrijeđenim međuzvjezdanim česticama plina i prašine. Vidljivi dio materije su maglice, koje se pak dijele na dvije vrste: planetarne i difuzne maglice. Vidljivi dio spektra maglica nastaje zbog loma svjetlosti od zvijezda, koje emitiraju svjetlost unutar spirale u svim smjerovima.
Ova kozmička juha je mjesto gdje postoji naš solarni sustav. Ne, nismo jedini u ovom ogromnom svijetu. Poput Sunca, mnoge zvijezde imaju svoje planetarne sustave. Cijelo je pitanje kako otkriti udaljene planete, ako udaljenosti čak i unutar naše galaksije premašuju trajanje postojanja bilo koje inteligentne civilizacije. Vrijeme u svemiru mjeri se drugim kriterijima. Planeti sa svojim satelitima, najmanji objekti u svemiru. Broj takvih objekata je neprocjenjiv. Svaka od onih zvijezda koje se nalaze u vidljivom rasponu može imati svoj zvjezdani sustav. U našoj je moći vidjeti samo postojeće planete koji su nam najbliži. Što se događa u susjedstvu, koji svjetovi postoje u drugim krakovima Mliječne staze, a koji planeti postoje u drugim galaksijama, ostaje misterij.
Kepler-16 b je egzoplanet u blizini binarne Kepler-16 u sazviježđu Labud
Zaključak
Imajući samo površno razumijevanje o tome kako je nastao svemir i kako se razvija, čovjek je napravio samo mali korak prema shvaćanju i shvaćanju razmjera svemira. Grandiozne dimenzije i razmjeri s kojima se znanstvenici danas moraju nositi ukazuju na to da je ljudska civilizacija samo trenutak u ovom snopu materije, prostora i vremena.
Model svemira u skladu s konceptom prisutnosti materije u prostoru, uzimajući u obzir vrijeme
Proučavanje svemira ide od Kopernika do danas. U početku su znanstvenici pošli od heliocentričnog modela. U stvari, pokazalo se da prostor nema pravo središte te se sva rotacija, kretanje i kretanje odvijaju prema zakonima Svemira. Unatoč činjenici da postoji znanstveno objašnjenje za procese koji se odvijaju, univerzalni objekti podijeljeni su na klase, vrste i tipove, nijedno tijelo u prostoru nije slično drugom. Dimenzije nebeskih tijela su približne, kao i njihova masa. Položaj galaksija, zvijezda i planeta je proizvoljan. Stvar je u tome što u Svemiru ne postoji koordinatni sustav. Promatrajući svemir, pravimo projekciju na cijeli vidljivi horizont, smatrajući našu Zemlju nultom referentnom točkom. Zapravo, mi smo samo mikroskopska čestica izgubljena u beskrajnim prostranstvima Svemira.
Svemir je tvar u kojoj svi objekti postoje u bliskoj vezi s prostorom i vremenom
Slično kao kod upućivanja na veličinu, vrijeme u Svemiru treba smatrati glavnom komponentom. Podrijetlo i starost svemirskih objekata omogućuje da se napravi slika rođenja svijeta, da se istaknu faze evolucije svemira. Sustav s kojim se bavimo usko je vremenski vezan. Svi procesi koji se odvijaju u svemiru imaju cikluse - početak, formiranje, transformaciju i završetak, praćene smrću materijalnog objekta i prijelazom materije u drugo stanje.
Struktura kozmosa
Struktura Kozmosa je sedmerostruka od vrha do dna. Sedam kozmičkih razina manifestacije nazvat ćemo kozmičkim ravnima, svjetovima ili svodovima.
Nazivi sedam kozmičkih svjetova su sljedeći:
1) Božanski svijet;
2) svijet je monadski;
3) Atmički svijet (nirvana);
4) svijet blaženstva (budički);
5) svijet Misli (mentalni, vatreni);
6) svijet želja (astralan, suptilan);
7) Gusti svijet (fizički) - naš svijet, u kojem smo sada svjesni sebe.
Prva tri svijeta (Božanski, Monadski i Atmički) tvore nemanifestni ili nebeski Univerzum.
Posljednja četiri svijeta (Blaženstvo, Misao, Želje i Gusto) tvore manifestirani ili nebeski Univerzum.
1. Božanski svijet odgovara Svarogu i kozmičkom početku Stvarnosti.
2. Monadski svijet odgovara Ladi i kozmičkom početku Nav.
3. Atmički svijet odgovara Perunu i kozmičkom principu vladavine.
4. Svijet blaženstva odgovara Semarglu i elementima Vatre.
5. Svijet misli odgovara Stribogu i elementu Zrak.
6. Svijet želja odgovara Strani i elementu Vode.
7. Gusti svijet odgovara Velesu i elementima Zemlje.
| STRUKTURA SVEMIRA | |||||
| Svijet božanski | Svarog | Nebeski (nemanifestirani) svemir | |||
| Svjetski Monadski | Lada | ||||
| Atmički svijet | Perun | ||||
| Svijet blaženstva | Semargl | Nebeski (manifestirani) svemir | |||
| Svijet misli | Stribog | ||||
| Svijet želja | Sida | ||||
| Svijet je gust | Veles | ||||
Svaka kozmička ravan (svijet) sastoji se od sedam pod-ravnina (svaki svod Univerzuma sastoji se od sedam malih svodova). Svaki podravan (mali svod) ima vezu s jednim od sedam kozmičkih principa, a ta je veza potpuno ista kao u slučaju kozmičkih planova:
1 - najviša podravnina bilo kojeg kozmičkog svijeta povezana je s početkom Stvarnosti;
2 - povezan s početkom Nav;
3 - povezan s početkom Pravila;
4 - povezan s elementom Vatra;
5 - povezan s elementom Zrak;
6 - povezan s elementom Voda;
7 - povezan s elementom Zemlje.
Dakle, ukupan broj podravnina na svim svjetovima bit će 49 (7x7). Četiri niže podravne u bilo kojem svijetu uvijek su materijalnije, gušće (povezane su s principom elemenata). Tri više podravne su uvijek duhovnije i suptilnije. Četvrta podravnina, koja odgovara elementu Vatre, u bilo kojem svijetu je srednja podravnina, ona pretvara više utjecaje u niže i obrnuto.
Kao rezultat kriminalno neznalica ili zlonamjernih aktivnosti ljudi, četiri niže podravne četiri niža svijeta su zagađenije. To se prvenstveno odnosi na Gusti svijet (narušavanje ekološke ravnoteže, zagađenje okoliša), svijet Želja, svijet Misli i, u manjoj mjeri, na svijet Blaženstva, budući da je svijet Blaženstva povezan s elementom Vatre. , koji je mnogo manje osjetljiv na onečišćenje od ostalih elemenata.
Prvi dio ASTRONOMSKI ASPEKT PROBLEMA
1. Razmjer svemira i njegova struktura Kad bi profesionalni astronomi stalno i zamjetno zamišljali monstruoznu veličinu kozmičkih udaljenosti i vremenskih intervala evolucije nebeskih tijela, teško bi mogli uspješno razviti znanost kojoj su posvetili svoje živote. Prostorno-vremenske skale koje su nam poznate od djetinjstva toliko su beznačajne u usporedbi s kozmičkim da kada je svijest u pitanju, doslovno oduzima dah. Baveći se nekim svemirskim problemom, astronom ili rješava određeni matematički problem (to najčešće rade stručnjaci nebeske mehanike i astrofizičari-teoretičari), ili usavršava instrumente i metode promatranja, ili gradi u svojoj mašti, svjesno ili nesvjesno je neki mali model istraživao svemirski sustav. U ovom slučaju, ispravno razumijevanje relativnih veličina sustava koji se proučava (na primjer, omjer veličina detalja određenog svemirskog sustava, omjer veličina ovog sustava i drugih, sličnih ili nesličnih njemu itd.) i vremenskim intervalima (npr. omjer brzine tijeka danog procesa prema brzini tijeka nekog drugog). Autor ove knjige bio je uključen u dosta toga, na primjer, solarnu koronu i galaksiju. I uvijek su mu se činila nepravilnog oblika kao sferoidna tijela približno iste veličine - nešto oko 10 cm... Zašto 10 cm? Ova je slika nastala podsvjesno, jednostavno zato što je autor prečesto, razmišljajući o ovom ili onom pitanju solarne ili galaktičke fizike, crtao obrise objekata svojih misli u običnoj bilježnici (u kutiji). Crtao sam, pokušavajući se držati razmjera fenomena. Na jedno vrlo zanimljivo pitanje, na primjer, bilo je moguće povući zanimljivu analogiju između solarne korone i Galaksije (ili bolje rečeno, tzv. "galaktičke korone"). Naravno, autor ove knjige je vrlo dobro, da tako kažem, "intelektualno" znao da su dimenzije galaktičke korone stotine milijardi puta veće od dimenzija sunca. Ali on je na to mirno zaboravio. A ako je u nizu slučajeva velika veličina galaktičke korone dobila neki temeljni značaj (to se dogodilo), to je formalno i matematički uzeto u obzir. A svejedno, vizualno su se obje "krune" činile jednako malenima... Ako se u procesu ovog rada autor upustio u filozofska razmišljanja o golemosti veličine Galaksije, o nezamislivom razrjeđivanju plina koji čini galaktičke korone, o beznačajnosti našeg malog planeta i vlastitog postojanja, te o drugim ništa manje korektnim temama, rad na problemima solarne i galaktičke korone automatski bi prestao. .. Neka mi čitatelj oprosti na ovoj „lirskoj digresiji“. Ne sumnjam da su i drugi astronomi imali ista razmišljanja dok su radili na svojim problemima. Čini mi se da je ponekad korisno upoznati "kuhinju" znanstvenog rada ... ... Do relativno nedavno, globus se čovjeku činio golem. Trebalo je više od tri godine hrabrim Magellanovim suputnicima da prije 465 godina naprave prvi put oko svijeta po cijenu nevjerojatnih poteškoća. Prošlo je nešto više od 100 godina od vremena kada je snalažljivi junak znanstvenofantastičnog romana Julesa Vernea, koristeći najnovija dostignuća tehnologije tog vremena, obišao svijet u 80 dana. A prošlo je samo 26 godina od onih nezaboravnih dana za cijelo čovječanstvo, kada je prvi sovjetski kozmonaut Gagarin u legendarnoj letjelici Vostok obletio zemaljsku kuglu za 89 minuta. I misli ljudi nehotice su se okrenule ka ogromnim prostorima svemira, u kojima se izgubio mali planet Zemlja ... Naša Zemlja je jedan od planeta Sunčevog sustava. U usporedbi s drugim planetima, nalazi se dosta blizu Sunca, iako nije najbliže. Prosječna udaljenost od Sunca do Plutona, najudaljenijeg planeta u Sunčevom sustavu, 40 je puta veća od prosječne udaljenosti od Zemlje do Sunca. Trenutno je nepoznato postoje li planeti u Sunčevom sustavu koji su još udaljeniji od Sunca od Plutona. Može se samo tvrditi da ako postoje takvi planeti, oni su relativno mali. Uobičajeno, veličina Sunčevog sustava može se uzeti jednakom 50-100 astronomskih jedinica *, odnosno oko 10 milijardi km. Na našoj zemaljskoj ljestvici to je vrlo velika vrijednost, oko 1 milijun veća od promjera Zemlje.Riža. 1. Planeti Sunčevog sustava
Relativne razmjere Sunčevog sustava možemo više grafički prikazati na sljedeći način. Neka Sunce prikazuje biljarska kugla promjera 7 cm.Tada se planet najbliži Suncu, Merkur, nalazi na ovoj skali na udaljenosti od 280 cm. Zemlja je na udaljenosti od 760 cm, gigantski planet Jupiter nalazi se na udaljenosti od oko 40 m, a najudaljeniji planet je po mnogo čemu još uvijek tajanstveni Pluton - na udaljenosti od oko 300m. Dimenzije globusa na ovoj ljestvici su nešto više od 0,5 mm, lunarni promjer je nešto veći od 0,1 mm, a orbita Mjeseca ima promjer od oko 3 cm. Čak i nama najbliža zvijezda, Proxima Centauri, je toliko udaljeni od nas da se u usporedbi s tim, čini se da su međuplanetarne udaljenosti unutar Sunčevog sustava čiste sitnice. Čitatelji, naravno, znaju da se jedinica duljine kao što je kilometar nikada ne koristi za mjerenje međuzvjezdanih udaljenosti **). Ova mjerna jedinica (kao i centimetar, inč, itd.) proizašla je iz potreba praktičnih aktivnosti čovječanstva na Zemlji. Potpuno je neprikladan za procjenu kozmičkih udaljenosti koje su prevelike u odnosu na kilometar. U popularnoj literaturi, a ponekad i u znanstvenoj literaturi, "svjetlosna godina" se koristi kao mjerna jedinica za procjenu međuzvjezdanih i međugalaktičkih udaljenosti. To je udaljenost koju svjetlost, krećući se brzinom od 300 tisuća km / s, prijeđe u godini. Lako je vidjeti da je svjetlosna godina 9,46x10 12 km, odnosno oko 10 000 milijardi km. U znanstvenoj literaturi za mjerenje međuzvjezdanih i međugalaktičkih udaljenosti obično se koristi posebna jedinica koja se zove "parsec";
1 parsec (pc) jednak je 3,26 svjetlosnih godina. Parsek se definira kao udaljenost s koje je polumjer zemljine orbite vidljiv pod kutom od 1 sekunde. lukovima. Ovo je vrlo mali kut. Dovoljno je reći da je pod ovim kutom novčić od novčića vidljiv s udaljenosti od 3 km.
Riža. 2. Kuglasti skup 47 Toucan
Nijedna od zvijezda - najbližih susjeda Sunčevog sustava - nije nam bliže od 1 kom. Primjerice, spomenuta Proxima Centauri nalazi se na udaljenosti od oko 1,3 kom. U mjerilu u kojem smo prikazali Sunčev sustav, to odgovara 2 tisuće km. Sve ovo dobro ilustrira veliku izoliranost našeg Sunčevog sustava od okolnih zvjezdanih sustava, neki od tih sustava mogu imati mnogo sličnosti s njim. Ali zvijezde koje okružuju Sunce i samo Sunce čine samo neznatan dio divovske skupine zvijezda i maglica, koja se naziva "Galaksija". Vidimo ovaj skup zvijezda u vedrim noćima bez mjeseca kao prugu Mliječne staze koja prelazi nebo. Galaksija ima prilično složenu strukturu. U prvoj, vrlo gruboj aproksimaciji, možemo pretpostaviti da zvijezde i maglice od kojih se sastoji ispunjavaju volumen u obliku jako komprimiranog elipsoida okretanja. Oblik Galaksije se u popularnoj literaturi često uspoređuje s bikonveksnom lećom. Zapravo, sve je puno kompliciranije, a nacrtana slika pregruba. Zapravo, ispada da se različite vrste zvijezda koncentriraju na potpuno različite načine prema središtu Galaksije i prema njezinoj "ekvatorijalnoj ravnini". Na primjer, plinovite maglice, kao i vrlo vruće masivne zvijezde, snažno su koncentrirane prema ekvatorijalnoj ravnini Galaksije (na nebu ova ravnina odgovara velikom krugu koji prolazi kroz središnje dijelove Mliječne staze). Međutim, ne pokazuju značajnu koncentraciju prema galaktičkom središtu. S druge strane, neke vrste zvijezda i zvjezdanih nakupina (tzv. "globularni skupovi", sl. 2) ne pokazuju gotovo nikakvu koncentraciju prema ekvatorijalnoj ravnini Galaksije, ali ih karakterizira velika koncentracija prema njezinu središtu. Između ova dva ekstremna tipa prostorne distribucije (koju astronomi nazivaju "ravni" i "sferični") su svi srednji slučajevi. Ipak, pokazalo se da se većina zvijezda u Galaksiji nalazi u divovskom disku, promjera oko 100 tisuća svjetlosnih godina i debljine oko 1500 svjetlosnih godina. Ovaj disk sadrži nekoliko više od 150 milijardi zvijezda različitih vrsta. Naše Sunce je jedna od tih zvijezda, smještena na periferiji Galaksije blizu njezine ekvatorijalne ravnine (točnije, "samo" na udaljenosti od oko 30 svjetlosnih godina - magnituda prilično mala u usporedbi s debljinom zvjezdanog diska). Udaljenost od Sunca do jezgre Galaksije (ili njenog središta) je oko 30 tisuća metara. svjetlosne godine. Gustoća zvijezda u Galaksiji je vrlo neujednačena. Najviša je u području galaktičke jezgre, gdje, prema posljednjim podacima, doseže 2 tisuće zvijezda po kubičnom parseku, što je gotovo 20 tisuća puta više od prosječne gustoće zvijezda u blizini Sunca ***. Osim toga, zvijezde imaju tendenciju formiranja zasebnih skupina ili nakupina. Dobar primjer takvog klastera su Plejade koje su vidljive na našem zimskom nebu (slika 3.). Galaxy također sadrži strukturne detalje u mnogo većoj skali. Nedavne studije su pokazale da su maglice, kao i vruće masivne zvijezde, raspoređene duž grana spirale. Spiralna struktura se posebno dobro vidi u drugim zvjezdanim sustavima - galaksijama (s malim slovom, za razliku od našeg zvjezdanog sustava - Galaksije). Jedna od takvih galaksija prikazana je na sl. 4. Pokazalo se iznimno teškim uspostaviti spiralnu strukturu Galaksije u kojoj se i sami nalazimo.
Riža. 3. Fotografija zvjezdanog jata Plejade
Riža. 4. Spiralna galaksija NGC 5364
Zvijezde i maglice unutar galaksije kreću se na prilično složen način. Prije svega, oni sudjeluju u rotaciji Galaksije oko osi okomite na njezinu ekvatorijalnu ravninu. Ova rotacija nije ista kao kod krutog tijela: različiti dijelovi Galaksije imaju različita razdoblja rotacije. Dakle, Sunce i zvijezde koje ga okružuju na ogromnom području veličine nekoliko stotina svjetlosnih godina dovršavaju revoluciju za oko 200 milijuna godina. Budući da Sunce, zajedno s obitelji planeta, očito postoji oko 5 milijardi godina, tijekom svoje evolucije (od rođenja od plinovite maglice do današnjeg stanja) napravilo je oko 25 okretaja oko osi rotacije Galaksije. Možemo reći da je starost Sunca samo 25 "galaktičkih godina", ajmo to reći - doba cvjetanja... Brzina Sunca i njegovih susjednih zvijezda duž njihovih gotovo kružnih galaktičkih orbita doseže 250 km/s** **. Ovom pravilnom kretanju oko galaktičke jezgre nadređeno je kaotično, neuredno kretanje zvijezda. Brzine takvih kretanja su mnogo niže - oko 10-50 km / s, a različite su za objekte različitih vrsta. Vruće masivne zvijezde imaju najniže brzine (6-8 km/s), dok zvijezde solarnog tipa imaju oko 20 km/s. Što su te brzine niže, to je distribucija zadane vrste zvijezda "ravnija". Na ljestvici koju smo koristili za vizualizaciju Sunčevog sustava, dimenzije Galaksije bit će 60 milijuna km - vrijednost koja je već prilično blizu udaljenosti od Zemlje do Sunca. Stoga je jasno da kako prodiremo u sve udaljenije regije Svemira, ova ljestvica više nije prikladna, jer gubi jasnoću. Stoga ćemo uzeti drugu ljestvicu. Smanjimo mentalno Zemljinu orbitu na veličinu najunutarnje orbite atoma vodika u klasičnom Bohrovom modelu. Podsjetimo da je polumjer ove orbite 0,53x10 -8 cm Tada će najbliža zvijezda biti na udaljenosti od približno 0,014 mm, središte Galaksije - na udaljenosti od oko 10 cm, a dimenzije našeg zvjezdanog sustava će biti oko 35 cm.Promjer Sunca će imati mikroskopske dimenzije: 0,0046 A (angstrom je jedinica za duljinu jednaka 10 -8 cm).
Već smo naglasili da se zvijezde nalaze na velikim udaljenostima jedna od druge, te su stoga praktički izolirane. Konkretno, to znači da se zvijezde gotovo nikada ne sudaraju jedna s drugom, iako je kretanje svake od njih određeno gravitacijskim poljem koje stvaraju sve zvijezde u Galaksiji. Ako Galaksiju promatramo kao određeno područje ispunjeno plinom, a zvijezde igraju ulogu molekula i atoma plina, onda ovaj plin moramo smatrati iznimno rijetkim. U blizini Sunca prosječna udaljenost između zvijezda je oko 10 milijuna puta veća od prosječnog promjera zvijezda. U međuvremenu, u normalnim uvjetima u običnom zraku, prosječna udaljenost između molekula je samo nekoliko desetaka puta veća od dimenzija potonjih. Da bi se postigao isti stupanj relativnog vakuuma, gustoća zraka bi se morala smanjiti za najmanje 1018 puta! Međutim, imajte na umu da će u središnjem području Galaksije, gdje je gustoća zvijezda relativno visoka, s vremena na vrijeme dolaziti do sudara između zvijezda. Ovdje treba očekivati otprilike jedan sudar svakih milijun godina, dok u "normalnim" područjima Galaksije u cijeloj povijesti evolucije našeg zvjezdanog sustava, koja broji najmanje 10 milijardi godina, sudara između zvijezda praktički nije bilo (v. Poglavlje 9).
Ukratko smo ocrtali razmjer i najopćenitiju strukturu zvjezdanog sustava kojem pripada naše Sunce. Istodobno, nisu razmatrane metode kojima je tijekom mnogo godina nekoliko generacija astronoma, korak po korak, ponovno stvorilo veličanstvenu sliku strukture Galaksije. Ostale knjige posvećene su ovom važnom problemu, na koji upućujemo zainteresirane čitatelje (na primjer, B.A. Vorontsov-Velyaminov "Eseji o svemiru", Yu.N. Efremov "U dubine svemira"). Naš je zadatak dati samo najopćenitiju sliku strukture i razvoja pojedinih objekata u Svemiru. Ova slika je apsolutno neophodna za razumijevanje ove knjige.
Riža. 5. Andromedina maglica sa satelitima
Već nekoliko desetljeća astronomi ustrajno proučavaju druge zvjezdane sustave, u jednoj ili drugoj mjeri slične našem. Ovo područje istraživanja naziva se "ekstragalaktička astronomija". Ona sada igra gotovo vodeću ulogu u astronomiji. Izvangalaktička astronomija napravila je izvanredne korake u posljednja tri desetljeća. Postupno su se počele pojavljivati grandiozne konture Metagalaksije u koje je naš zvjezdani sustav uključen kao mala čestica. Još uvijek ne znamo sve o Metagalaksiji. Ogromna udaljenost objekata stvara vrlo specifične poteškoće koje se rješavaju korištenjem najmoćnijih sredstava promatranja u kombinaciji s dubokim teorijskim istraživanjem. Ipak, opća struktura Metagalaksije posljednjih godina u osnovi je postala jasna. Metagalaksiju možemo definirati kao skup zvjezdanih sustava – galaksija koje se kreću u ogromnim prostorima dijela svemira koji promatramo. Galaksije najbliže našem zvjezdanom sustavu su poznati Magellanovi oblaci, koji su jasno vidljivi na nebu južne hemisfere kao dvije velike mrlje približno iste površinske svjetline kao Mliječni put. Udaljenost do Magellanovih oblaka je "samo" oko 200 tisuća svjetlosnih godina, što je sasvim usporedivo s ukupnim opsegom naše Galaksije. Još jedna nam "bliska" galaksija je maglica u zviježđu Andromeda. Vidljiva je golim okom kao slaba mrlja svjetlosti 5. magnitude *****. Zapravo, ovo je ogroman zvjezdani svijet, u smislu broja zvijezda i ukupne mase tri puta veće od naše Galaksije, koja je pak div među galaksijama. Udaljenost do Andromedine maglice, ili, kako je astronomi zovu, M 31 (što znači da je navedena pod br. 31 u poznatom katalogu Messierovih maglica) je oko 1800 tisuća svjetlosnih godina, što je oko 20 puta više od veličine Galaksije. Maglica M 31 ima izraženu spiralnu strukturu i po mnogim svojim karakteristikama vrlo je slična našoj Galaksiji. U blizini su njegovi mali elipsoidni sateliti (slika 5). Na sl. 6 prikazuje fotografije nekoliko galaksija koje su nam relativno blizu. Zanimljiva je velika raznolikost njihovih oblika. Uz spiralne sustave (takve se galaksije označavaju simbolima Sa, Sb i Ss, ovisno o prirodi razvoja spiralne strukture; u prisutnosti "mosta" koji prolazi kroz jezgru (slika 6a), slovo B se stavlja iza slova S) postoje sferoidne i elipsoidne, bez ikakvih tragova spiralne strukture, kao i "nepravilne" galaksije, čiji su dobar primjer Magellanovi oblaci. Veliki teleskopi promatraju ogroman broj galaksija. Ako postoji oko 250 galaksija svjetlijih od vidljive 12. magnitude, onda je oko 50 000 svjetlije od 16. magnitude. Najslabiji objekti koji se mogu fotografirati na granici teleskopom reflektora s promjerom zrcala od 5 m imaju magnitudu 24,5. Ispada da među milijardama takvih najslabijih objekata većina čine galaksije. Mnogi od njih udaljeni su od nas zbog udaljenosti koje svjetlost prelazi milijardama godina. To znači da je svjetlost koja je uzrokovala zacrnjenje ploče emitirala tako daleka galaksija mnogo prije arhejskog razdoblja geološke povijesti Zemlje!.
Riža. 6a. Ukrštena spiralna galaksija
Riža. 6b. Galaksija NGC 4594
Riža. 6c. Galaksije Magellanovi oblaci
Ponekad se među galaksijama naiđu nevjerojatni objekti, na primjer "radio galaksije". To su takvi zvjezdani sustavi koji emitiraju ogromnu količinu energije u radiofrekvencijskom rasponu. U nekim radiogalaksijama tok radio-emisije je nekoliko puta veći od toka optičkog zračenja, iako je u optičkom rasponu njihova svjetlost vrlo visoka ~ nekoliko puta veća od ukupne svjetlosti naše Galaksije. Podsjetimo da se potonji sastoji od zračenja stotina milijardi zvijezda, od kojih mnoge, zauzvrat, zrače mnogo jače od Sunca. Klasičan primjer takve radiogalaksije je poznati objekt Cygnus A. U optičkom rasponu to su dvije beznačajne svjetlosne točkice 17. magnitude (slika 7.). Zapravo, njihova je svjetlost vrlo visoka, oko 10 puta veća od naše Galaksije. Ovaj se sustav čini slabim jer se nalazi na ogromnoj udaljenosti od nas – 600 milijuna svjetlosnih godina. Međutim, tok radio emisije iz Cygnusa A na metarskim valnim duljinama je toliko velik da čak premašuje tok radio emisije sa Sunca (u razdobljima kada na Suncu nema mrlja). No, Sunce je vrlo blizu – udaljenost do njega je “samo” 8 svjetlosnih minuta; 600 milijuna godina - i 8 minuta! Ali tokovi zračenja, kao što znate, obrnuto su proporcionalni kvadratima udaljenosti! Spektri većine galaksija su slični Suncu; u oba slučaja uočavaju se odvojene tamne apsorpcijske linije na prilično svijetloj pozadini. U tome nema ništa neočekivano, budući da je zračenje galaksija zračenje milijardi zvijezda koje ih čine, manje-više sličnih Suncu. Pažljivo proučavanje spektra galaksija prije mnogo godina dovelo je do jednog otkrića od temeljne važnosti. Činjenica je da je po prirodi pomaka valne duljine bilo koje spektralne linije u odnosu na laboratorijski standard moguće odrediti brzinu kretanja izvora emitiranja duž linije vida. Drugim riječima, moguće je ustanoviti kojom brzinom se izvor približava ili povlači.
Riža. 7. Radio galaksija Cygnus A
Kako se izvor svjetlosti približava, spektralne linije se pomiču prema kraćim valnim duljinama; ako se udaljava, prema duljim. Taj se fenomen naziva "Dopplerov efekt". Pokazalo se da su u galaksijama (s izuzetkom nekoliko nama najbližih) spektralne linije uvijek pomaknute u dugovalni dio spektra („crveni pomak“ linija), a veličina tog pomaka je veća, galaksija je udaljenija od nas. To znači da se sve galaksije udaljuju od nas, a brzina "širenja" raste s udaljenosti galaksija. Dostiže goleme vrijednosti. Na primjer, brzina crvenog pomaka radiogalaksije Cygnus A je blizu 17 000 km/s. Prije dvadeset i pet godina rekord je pripadao vrlo slaboj (u optičkim zrakama 20. magnitude) radiogalaksiji ZC 295. Godine 1960. dobiven je njezin spektar. Pokazalo se da je dobro poznata ultraljubičasta spektralna linija koja pripada ioniziranom kisiku pomaknuta u narančasto područje spektra! Odavde je lako otkriti da je brzina uklanjanja ovog nevjerojatnog zvjezdanog sustava 138 tisuća km/s, ili gotovo polovica brzine svjetlosti! Radio galaksija ZC 295 udaljena je od nas na udaljenosti koju svjetlost prijeđe za 5 milijardi godina. Tako su astronomi proučavali svjetlost koja je emitirana kada su nastali Sunce i planeti, a možda čak i "malo" ranije... Od tada su otkriveni još udaljeniji objekti (6. poglavlje). Razlozi za širenje sustava koji se sastoji od ogromnog broja galaksija, ovdje se nećemo doticati. Ovo složeno pitanje predmet je moderne kozmologije. Međutim, sama činjenica širenja Svemira od velike je važnosti za analizu razvoja života u njemu (7. poglavlje). Općenito širenje galaktičkog sustava nadovezuje se na nestalne brzine pojedinih galaksija, obično jednake nekoliko stotina kilometara u sekundi. Zato nam najbliže galaksije ne pokazuju sustavni crveni pomak. Uostalom, brzine slučajnih (tzv. "neobičnih") kretanja za ove galaksije veće su od uobičajene brzine crvenog pomaka. Potonji raste s udaljenosti galaksija za oko 50 km/s, za svaki milijun parseka. Stoga, za galaksije, do kojih udaljenosti ne prelaze nekoliko milijuna parseka, slučajne brzine premašuju brzinu crvenog pomaka. Među obližnjim galaksijama ima i onih koje nam se približavaju (primjerice Andromedina maglica M 31). Galaksije nisu ravnomjerno raspoređene u metagalaktičkom prostoru, t.j. s konstantnom gustoćom. Pokazuju izraženu tendenciju formiranja zasebnih skupina ili klastera. Konkretno, skupina od oko 20 galaksija bliskih nama (uključujući našu Galaktiku) čini takozvani "lokalni sustav". Zauzvrat, lokalni sustav je uključen u veliki skup galaksija, čije se središte nalazi na dijelu neba na koji se projicira zviježđe Djevica. Ovaj klaster broji nekoliko tisuća članova i jedan je od najvećih. Na sl. 8 prikazuje fotografiju poznatog skupa galaksija u zviježđu Sjeverne korone, koje broji stotine galaksija. U prostoru između jata, gustoća galaksija je desetke puta manja nego unutar klastera.
Riža. 8. Skup galaksija u zviježđu Sjeverne krune
Zanimljiva je razlika između nakupina zvijezda koje tvore galaksije i nakupina galaksija. U prvom slučaju, udaljenosti između članova skupa su ogromne u odnosu na veličinu zvijezda, dok su prosječne udaljenosti između galaksija u nakupinama galaksija samo nekoliko puta veće od veličina galaksija. S druge strane, broj galaksija u nakupinama ne može se usporediti s brojem zvijezda u galaksijama. Ako skup galaksija promatramo kao neku vrstu plina, gdje ulogu molekula imaju pojedine galaksije, onda bismo ovaj medij trebali smatrati izrazito viskoznim.
stol 1
|
Veliki prasak |
|
|
Formiranje galaksija (z ~ 10) |
|
|
Formiranje Sunčevog sustava |
|
|
Formiranje zemlje |
|
|
Pojava života na Zemlji |
|
|
Formiranje najstarijih stijena na Zemlji |
|
|
Pojava bakterija i modro-zelenih algi |
|
|
Pojava fotosinteze |
|
|
Prve stanice s jezgrom |
|
| nedjelja | ponedjeljak | utorak | srijeda | četvrtak | petak | subota |
| Pojava atmosfere kisika na Zemlji | Snažna vulkanska aktivnost na Marsu | |||||
| Prvi crvi | Oceanski plankton trilobiti | ordovicij Prva riba | silurski Biljke koloniziraju zemlju | |||
| devonski Prvi insekti Životinje koloniziraju zemlju | Prvi vodozemci i krilati kukci | Ugljik Prva stabla Prvi gmazovi | permski Prvi dinosauri | Početak mezozoika | trijaska Prvi sisavci | Yura Prve ptice |
| kreda Prvo cvijeće | Tercijarno razdoblje Prvi primati | Prvi hominidi | Parno-vertikalno razdoblje Prvi ljudi (~ 22:30) |
- * Astronomska jedinica - prosječna udaljenost od Zemlje do Sunca, jednaka 149600 tisuća km.
- ** Možda su samo brzine zvijezda i planeta u astronomiji izražene u jedinicama "kilometar u sekundi".
- *** U samom središtu galaktičke jezgre, u području širine 1 pc, očito se nalazi nekoliko milijuna zvijezda.
- **** Korisno je zapamtiti jednostavno pravilo: brzina od 1 kom u 1 milijun godina gotovo je jednaka brzini od 1 km / s. Prepuštamo čitatelju da to provjeri.
- ***** Tok zračenja zvijezda mjeri se takozvanim "zvjezdanim magnitudama". Po definiciji, tok od zvijezde (i + 1) -te magnitude je 2,512 puta manji nego od zvijezde i-te magnitude. Zvijezde slabije od 6. magnitude nevidljive su golim okom. Najsjajnije zvijezde imaju negativne magnitude (na primjer, Sirius ima -1,5).
Pleme Boshongo u središnjoj Africi vjeruje da je od davnina postojala samo tama, voda i veliki bog Bumba. Jednom je Bumbu bio toliko bolestan da je povratio. I tako se pojavilo Sunce. Presušio je dio velikog oceana, oslobodivši zemlju zatočenu pod njegovim vodama. Konačno, Bumba je povratio mjesec, zvijezde, a onda su se rodile neke životinje. Prvi je bio leopard, zatim krokodil, kornjača i, konačno, čovjek. Danas ćemo govoriti o tome što je Svemir u modernom smislu.
Dešifriranje pojma
Svemir je grandiozan, neshvatljiv prostor ispunjen kvazarima, pulsarima, crnim rupama, galaksijama i materijom. Sve ove komponente su u stalnoj interakciji i tvore naš svemir u obliku u kojem ga zamišljamo. Često zvijezde u Svemiru nisu same, već u sastavu grandioznih klastera. Neki od njih mogu sadržavati nekoliko stotina ili čak tisuća takvih objekata. Astronomi kažu da su male do srednje velike nakupine ("žablja jaja") novijeg datuma. Ali sferne formacije su drevne i vrlo drevne, "sjećaju se" primordijalnog kozmosa. Svemir takvih formacija sadrži mnoge.
Opći podaci o strukturi
Zvijezde i planeti formiraju galaksije. Suprotno uvriježenom mišljenju, galaktički sustavi su iznimno pokretni i kreću se kroz svemir gotovo cijelo vrijeme. Zvijezde su također promjenjive veličine. Oni nastaju i umiru, pretvarajući se u pulsare i crne rupe. Naše Sunce je "prosječna" zvijezda. Žive (po standardima Svemira) vrlo malo, ne više od 10-15 milijardi godina. Naravno, u Svemiru postoje milijarde svjetiljki koje po svojim parametrima nalikuju našem suncu, i isto toliko sustava koji podsjećaju na Sunčev. Konkretno, u blizini se nalazi Andromedina maglica.
To je ono što je svemir. Ali sve je daleko od tako jednostavnog, budući da postoji ogromna količina tajni i proturječja, na koje još uvijek nisu pronađeni odgovori.
Neki problemi i proturječnosti teorija
Mitovi starih naroda o stvaranju svega, kao i mnogi drugi prije i poslije njih, pokušavaju odgovoriti na pitanja koja nas sve zanimaju. Zašto smo mi ovdje, odakle su došli planeti svemira? odakle dolazimo? Naravno, manje-više razumljive odgovore počinjemo dobivati tek sada, kada su naše tehnologije napravile određeni napredak. Međutim, kroz povijest čovjeka često je bilo onih predstavnika ljudskog plemena koji su se opirali ideji da svemir uopće ima početak.
Aristotel i Kant
Na primjer, Aristotel, najpoznatiji od grčkih filozofa, smatrao je da je "podrijetlo svemira" netočan izraz, budući da je postojao oduvijek. Nešto vječno savršenije je od nečega stvorenog. Motivacija za vjerovanje u vječnost svemira bila je jednostavna: Aristotel nije želio priznati postojanje nekog božanstva koje bi ga moglo stvoriti. Naravno, njegovi protivnici u polemičkim sporovima samo su navodili primjer stvaranja Svemira kao dokaz postojanja višeg uma. Dugo je Kanta proganjalo jedno pitanje: "Što se dogodilo prije nego što je svemir nastao?" Smatrao je da su sve teorije koje su postojale u to vrijeme imale mnogo logičkih proturječnosti. Znanstvenici su razvili takozvanu antitezu, koju još uvijek koriste neki modeli Svemira. Evo njegovih odredbi:
- Ako je svemir imao početak, zašto je onda čekao vječnost prije svog nastanka?
- Ako je Svemir vječan, zašto onda vrijeme uopće postoji u njemu; Zašto uopće trebate mjeriti vječnost?
Naravno, za svoje vrijeme postavljao je više od pravih pitanja. Tek danas su pomalo zastarjeli, no neki se znanstvenici, nažalost, i dalje vode njima u svojim istraživanjima. Einsteinova teorija, koja baca svjetlo na strukturu Svemira, stala je na kraj Kantovim bacanjima (točnije, njegovih nasljednika). Zašto je toliko zadivila znanstvenu zajednicu?
Einsteinovo gledište
U njegovoj teoriji relativnosti prostor i vrijeme više nisu bili Apsolutni, vezani za neku referentnu točku. On je sugerirao da su sposobni za dinamičan razvoj, koji je određen energijom u Svemiru. Prema Einsteinu, vrijeme je toliko neizvjesno da ga nema posebne potrebe definirati. Bilo bi to kao odgonetati smjer južno od Južnog pola. Prilično besmislena vježba. Svaki takozvani "početak" Svemira bio bi umjetan u smislu da bi se moglo pokušati razmišljati o ranijim vremenima. Jednostavno rečeno, ovo nije toliko fizički koliko duboko filozofski problem. Danas su u njegovom rješavanju angažirani najbolji umovi čovječanstva koji neumorno razmišljaju o formiranju primarnih objekata u svemiru.
Danas je najrašireniji pozitivistički pristup. Jednostavno rečeno, mi shvaćamo samu strukturu Svemira onako kako je možemo zamisliti. Nitko neće moći pitati je li korišteni model istinit ili postoje li druge opcije. Može se smatrati uspješnim ako je dovoljno graciozan i organski uključuje sva akumulirana zapažanja. Nažalost, neke činjenice (najvjerojatnije) pogrešno tumačimo, koristeći umjetno stvorene matematičke modele, što dodatno dovodi do iskrivljavanja činjenica o svijetu oko nas. Razmišljajući o tome što je svemir, gubimo iz vida milijune činjenica koje još nisu otkrivene.
Suvremeni podaci o nastanku svemira
"Srednji vijek svemira" je doba tame koja je postojala prije pojave prvih zvijezda i galaksija.
U tim tajanstvenim vremenima nastali su prvi teški elementi od kojih smo stvoreni mi i cijeli svijet oko nas. Istraživači sada razvijaju primarne modele svemira i metode za istraživanje pojava koje su se događale u to vrijeme. Moderni astronomi kažu da je svemir star otprilike 13,7 milijardi godina. Prije nego što je svemir počeo, svemir je bio toliko vruć da su svi postojeći atomi bili podijeljeni na pozitivno nabijene jezgre i negativno nabijene elektrone. Ti ioni blokirali su svu svjetlost, sprječavajući njeno širenje. Vladao je mrak, kojemu kraja i ruba nije bilo.
Prvo svjetlo
Otprilike 400.000 godina nakon Velikog praska, prostor se dovoljno ohladio da se raspršene čestice spoje u atome, formirajući planete svemira i ... prvu svjetlost u svemiru, čiji odjeci su nam još uvijek poznati kao "horizont svjetlo". Što se dogodilo prije Velikog praska, još uvijek ne znamo. Možda je tada postojao neki drugi svemir. Možda nije bilo ničega. Veliko ništa... Upravo na ovoj opciji inzistiraju mnogi filozofi i astrofizičari.
Trenutni modeli sugeriraju da su se prve galaksije u svemiru počele formirati oko 100 milijuna godina nakon Velikog praska, čime je započeo naš svemir. Formiranje galaksija i zvijezda postupno se nastavilo sve dok se većina vodika i helija nije ugradila u nova sunca.
Tajne čekaju svog istraživača
Mnogo je pitanja na koja bi se moglo odgovoriti proučavanjem procesa koji su se izvorno odvijali. Na primjer, kada i kako su nastale čudovišno velike crne rupe viđene u srcima gotovo svih velikih nakupina? Danas je poznato da Mliječni put ima crnu rupu čija je težina otprilike 4 milijuna puta veća od mase našeg Sunca, a neke drevne galaksije Svemira sadrže crne rupe čiju je veličinu općenito teško zamisliti. Najveća je edukacija u sustavu ULAS J1120 + 0641. Njegova crna rupa teška je 2 milijarde puta više od mase naše zvijezde. Ova galaksija se pojavila samo 770 milijuna godina nakon Velikog praska.
Ovo je glavna misterija: prema modernim konceptima, takve masivne formacije jednostavno ne bi imale vremena nastati. Pa kako su nastali? Koje su "sjeme" ovih crnih rupa?
Tamna materija
Konačno, tamna tvar, koja je, prema mnogim istraživačima, 80% kozmosa, Svemira, još uvijek "tamni konj". Još uvijek ne znamo kakva je priroda tamne tvari. Konkretno, njegova struktura i interakcija onih elementarnih čestica koje čine ovu tajanstvenu tvar postavlja mnoga pitanja. Danas pretpostavljamo da njegovi sastavni dijelovi praktički ne međusobno djeluju, dok su rezultati promatranja nekih galaksija u suprotnosti s tom tezom.
O problemu nastanka zvijezda
Drugi problem je pitanje kakve su bile prve zvijezde koje su formirale zvjezdani svemir. U uvjetima nevjerojatne topline i monstruoznog pritiska u jezgri ovih sunaca, relativno jednostavni elementi poput vodika i helija pretvoreni su, posebice, u ugljik, na kojem se temelji naš život. Znanstvenici trenutno vjeruju da su prve zvijezde bile mnogo puta veće od sunca. Možda su živjeli samo nekoliko stotina milijuna godina, ili čak i manje (tako su vjerojatno nastale prve crne rupe).
Međutim, neki od "oldtimera" možda i postoje u modernom prostoru. Vjerojatno su bili vrlo siromašni u smislu teških elemenata. Možda se neke od ovih formacija još uvijek "skrivaju" u aureoli Mliječne staze. Ni ova tajna još nije otkrivena. S takvim se incidentima mora sresti svaki put kada se odgovara na pitanje: "Pa što je Svemir?" Za proučavanje prvih dana nakon njegove pojave iznimno je važno tražiti najranije zvijezde i galaksije. Naravno, najstariji su objekti vjerojatno oni koji se nalaze na samom rubu svjetlosnog horizonta. Jedini problem je što samo najmoćniji i najsofisticiraniji teleskopi mogu doći do tih mjesta.
Istraživači polažu velike nade u svemirski teleskop James Webb. Ovaj alat namijenjen je znanstvenicima pružiti najvrjednije informacije o prvoj generaciji galaksija koje su nastale neposredno nakon Velikog praska. Praktički nema slika tih objekata u prihvatljivoj kvaliteti, pa su velika otkrića tek pred nama.
Nevjerojatno "svjetilo"
Sve galaksije šire svjetlost. Neke formacije jako sjaje, neke se odlikuju umjerenim "osvjetljenjem". Ali postoji najsjajnija galaksija u svemiru, čiji je intenzitet sjaja različit od bilo čega drugog. Njeno ime je WISE J224607.57-052635.0. Ova "žarulja" nalazi se na udaljenosti od čak 12,5 milijardi svjetlosnih godina od Sunčevog sustava, a sjaji poput 300 trilijuna sunaca odjednom. Imajte na umu da danas postoji oko 20 takvih formacija, a ne treba zaboraviti na koncept "svjetlosnog horizonta".
Jednostavno rečeno, s našeg mjesta vidimo samo one objekte, čije se formiranje dogodilo prije oko 13 milijardi godina. Daleke regije nedostupne su pogledima naših teleskopa jednostavno zato što svjetlost odatle jednostavno nije stigla doprijeti. Dakle, u tim krajevima mora postojati nešto slično. Ovo je najsjajnija galaksija u Svemiru (točnije, u njegovom vidljivom dijelu).