Есть у Вселенной форма?
Итак, с точки зрения ОТО Вселенная может быть плоской, замкнутой или открытой. Эти формы легко сравнить с такими объектами как например сфера, седло и лист бумаги. По сути форма Вселенной определяет, будет ли она расширяться вечно или в конечном итоге разрушится. А то, какая у нее форма зависит от ее плотности и скорости расширения.
В 1929 году американский астроном Эдвин Хаббл установил, что галактики удаляются от нас и чем они дальше, тем быстрее несутся прочь. Вывод, который сделали исследователи из наблюдений Хаббла, заключается в том, что когда-то все галактики находились в одной точке. Той, что мы называем Большим взрывом. Но если Вселенная расширяется все быстрее и быстрее, то в каком направлении?
Три формы Вселенной
Одним из наиболее удобных определений форм Вселенной является реликтовое излучение или по-научному космическое микроволновое фоновое излучение. Считается, что оно появилось вскоре после Большого взрыва и равномерно заполняет Вселенную.
За последние десятилетия ученые измерили колебания температуры в реликтовом излучении и обнаружили так называемые тепловые и холодные точки. Это означает, что Вселенная расширяется во всех направлениях сразу и является «плоской», будучи важнейшим компонентом стандартной космологической модели.
Вселенная – странное место, и вряд ли у нас получится узнать, что находится за гранью наблюдаемой Вселенной
Этому соответствуют проведенные наблюдения. Они позволили установить, что мы живем в плоской вселенной: параллельные линии остаются параллельными, так что наша Вселенная будет без конца расширяться и расширяться.
Как вычисляют размеры
Существует несколько способов измерения размеров Вселенной, которые используются астрономами:
Измерение красного смещения
Так называется эффект, при котором свет от далеких галактик смещается к красной части спектра из-за расширения Вселенной.
Измерение красного смещения позволяет астрономам определить расстояние до галактик и, соответственно, понять приблизительные размеры Вселенной.
Изучение космического излучения
Космическое излучение — это энергетические частицы, которые находятся повсюду. Изучение такого явления позволяет астрономам определить возраст и составляющие Вселенной.
Изучение гравитационных линз
Гравитационная линза — это эффект, при котором свет от далеких галактик искривляется при прохождении через массу. Например, через крупный космический объект.
Размеры Вселенной
Говоря о размерах Вселенной, мы имеем ввиду ее видимую часть, называемую еще Метагалактикой. Чем больше результатов наблюдений мы получаем, тем дальше раздвигаются границы Вселенной. Причем происходит это одновременно по всем направлениям, что доказывает ее сферическую форму.
Космическая карта Вселенной
Наш мир появился около 13,8 млрд лет назад в результате Большого взрыва – события, породившего звезды, планеты, галактики и другие объекты. Эта цифра является реальным возрастом Вселенной.
Исходя из скорости света можно предположить, что ее размеры также составляют 13,8 млрд световых лет. Однако на самом деле они больше, ибо с момента рождения Вселенная непрерывно расширяется. Часть движется со сверхсветовой скоростью, из-за чего значительное количество объектов во Вселенной останутся невидимыми навеки. Данный предел называются сферой или горизонтом Хаббла.
Диаметр Метагалактики составляет 93 млрд световых лет. Мы не знаем, что находится за пределами известной Вселенной. Может быть, существуют и более далекие объекты, недоступные сегодня для астрономических наблюдений. Значительная часть ученых верит в бесконечность Вселенной.
Возраст Вселенной неоднократно проверялся с использованием различных методик и научных инструментов. Последний раз его подтвердили с помощью орбитального телескопа «Планк». Имеющиеся данные полностью соответствуют современным моделям расширения Вселенной.
Крупномасштабная структура Вселенной
Это общее распределение галактик и галактических групп во Вселенной в крупных масштабах. Такое явление изучается в космологии, которая исследует структуру и эволюцию Вселенной в целом. На крупномасштабных уровнях галактики не располагаются равномерно в пространстве, а скоплены в группы, суперскопления и филаменты, которые образуют гигантские структуры. Галактические группы обычно содержат от нескольких до нескольких сотен галактик, в то время как суперскопления содержат несколько таких подгрупп.
Крупномасштабная структура Вселенной
Филаменты — это длинные, тонкие структуры, состоящие из групп и суперскоплений галактик, которые простираются через значительные расстояния повсюду.
Самыми яркими примерами крупномасштабных структур являются суперскопления галактик Шлем дьявола (Devil’s Helmet) и Пандорина коробка (Pandora’s Box), а также филаменты: Гребень (The Cosmic Web) и Слоновья хобота (The Elephant’s Trunk).
Новые данные
Космический телескоп «Джеймс Уэбб»
Космический аппарат «Джеймс Уэбб», которые запустили в прошлом году, продолжает подкидывать неожиданную информацию. Джоэл Ледж из Университета Пенсильвании предполагает, что многие галактики могут неожиданно оказаться чёрным дырами.
Астрономы нашли настолько огромные галактики, что задумались над тем, чтобы в будущем пересмотреть научное понимание формирования Вселенной. Об этом пишут в Science Daily. Чтобы подтвердить такие данные, необходимо сфотографировать спектральные снимки массивных галактик. Тогда можно будет приблизиться к пониманию возраста Вселенной.
Абсолютная пустота
Официально признано, что Универсум расширяется. Но установить, есть ли предел этому расширению пространства, не представляется возможным.
По предположениям некоторых физиков-теоретиков, у мироздания все-таки есть границы. За ними расположена абсолютная пустота или НИЧЕГО. В ней не действуют законы физики, она не проницаема для света и не осязаема. Пустота не имеет пространственных и временных рамок. Таким образом, мироздание представляет собой подобие шара, парящего в бесконечном пространстве, лишенном любых физических параметров.
Такая теория очень сложна для восприятия. Человеческий разум не может до конца осознать возможность абсолютной пустоты, что находится за Вселенной.
Что находится на краю света
Шон Кэрролл, профессор физики Калифорнийского технологического института
«Насколько мы знаем, у Вселенной нет границ. У наблюдаемой Вселенной есть край — предел того, что мы можем увидеть. Это связано с тем, что свет движется с конечной скоростью (один световой год в год), поэтому, когда мы смотрим на далекие вещи, мы вглядываемся назад во времени. В самом конце мы видим, что происходило почти 14 миллиардов лет, остаточное излучение Большого Взрыва. Это космический микроволновый фон, который окружает нас со всех стороны. Но это не физическая «граница», если уж так посудить.
Поскольку мы можем видеть лишь настолько далеко, мы не знаем, на что похожи вещи за пределами нашей наблюдаемой Вселенной. Та вселенная, которую мы видим, довольно однородна в больших масштабах и, возможно, так будет продолжаться буквально всегда. В качестве альтернативы вселенная могла бы свернуться в сферу или тор. Если это так, вселенная будет ограничена по общему размеру, но все равно не будет иметь границы, точно так же, как круг не имеет начала или конца.
Также возможно, что вселенная неоднородна за пределами того, что мы можем видеть, и что условия сильно отличаются от места к месту. Эту возможность представляет космологическая мультивселенная. Мы не знаем, существует ли мультивселенная в принципе, но поскольку не видим ни то, ни другое, разумно было бы сохранять непредвзятость».
Джо Данкли, профессор физики и астрофизических наук в Принстонском университете
«Да все то же самое!
Окей, на самом деле мы не считаем, что у вселенной есть граница или край. Мы думаем, что она либо продолжается бесконечно во всех направлениях, либо оборачивается вокруг себя, так что она не является бесконечно большой, но все равно не имеет краев. Представьте поверхность пончика: у нее нет границ. Может быть, вся вселенная такая (но в трех измерениях — у поверхности пончика всего два измерения). Это значит, что вы можете отправиться на космическом корабле в любом направлении, и если будете путешествовать достаточно долго, вернетесь туда, откуда начали. Нет края.
Но есть также то, что мы называем наблюдаемой вселенной, которая является частью пространства, которую мы можем реально видеть. Край этого места находится там, откуда свету не хватило времени, чтобы добраться до нас с начала существования вселенной. Мы можем увидеть только такой край, а за ним, вероятно, будет все то же самое, что мы видим вокруг: сверхскопления галактик, в каждой из которых миллиарды звезд и планет».
Неправильный вопрос?
Вселенную можно представить как гигантский шар, наполненный звездами, галактиками и всевозможными интересными астрофизическими объектами. То, как эти объекты выглядят снаружи, также несложно представить –вспомните знаменитые фотографии астронавтов из космоса – они часто смотрят на земной шар с безмятежной орбиты наверху. Но эта общая перспектива вряд ли нужна вселенной для существования, ведь она просто есть.
Многие физики всерьез рассматривают теорию Мультивселенной, согласно которой существует бесчисленное множество миров.
Вообще, учитывая накопленный массив данных о наблюдаемой Вселенной (и хорошенько поразмыслив), кажется, что вопрос о том, находится ли что-то за ее пределами попросту не имеет смысла. Это все равно, что спрашивать «Какой звук издает фиолетовый цвет?» Откровенно бессмысленный вопрос, потому что в нем мы пытаемся объединить две несвязанные концепции. А как вы думаете, находится ли что-то за пределами Вселенной и не бессмысленный ли это вопрос? Ответ будем ждать в нашем Telegram-чате, а также комментариях к этой статье.
Расстояния в Солнечной системе
Итак, Земля находится на расстоянии 1 сантиметра от Солнца. Меркурий и Венера находятся от него на расстоянии 0,4 и 0,7 см соответственно. За пределами земной орбиты у нас есть Марс. На расстоянии 1,5 сантиметра. Астероиды главного пояса будут удалены от Солнца на расстояние около 2,5 сантиметров. Юпитер расположится в 5 сантиметрах от Солнца. Сатурн – на удалении в 9, 5 сантиметра. Уран будет находиться в 19 сантиметрах, а Нептун в 30 сантиметрах от нашей звезды. Если Вы сторонник старой астрономической школы, Плутон можно разместить на расстоянии 40 сантиметров.
Внешняя солнечная система крайне разрежена в материальном плане. И состоит из пояса Койпера, удаленного на расстояние от 30 до 50 сантиметров от Солнца. Хаумеа будет в 40 сантиметрах, Макемаке в – 45. Эрида – в 60. Теперь Вы можете закончить наше моделирование, обозначив область рассеянного диска, состоящее из энергетически «раскрученных» ледяных астероидов, летающих между 50 и 100 сантиметрами от Солнца.
Итак, мы получили полную масштабную модель Солнечной системы в области радиусом 1 метр.
Теперь оцените вот что – в таком масштабе внутренний край Облака Оорта, (огромная сфера, вмещающая 2 триллиона комет!) будет начинаться на расстоянии 100 метров от Солнца. И заканчиваться на расстоянии в один километр! А облако Оорта – это тоже часть Солнечной системы!
Люди к настоящему времени сумели долететь только до Луны. То есть преодолели примерно 1/389 АЕ. Или, в нашем масштабе, – 1/389 сантиметра. В нашей модели это примерно равно размеру человеческого эритроцита. Такое расстояние просто сольется в одной «точке» с нашей планетой на нашем масштабном чертеже.
В следующий раз, когда Вы окажетесь под звездами, обязательно посмотрите вверх. И хорошенько подумайте о масштабах Вселенной.
Ведь ее колоссальные размеры вызывают одно из величайших чувств для человека – ощущение полного восторга! И одновременно – осознание собственной ничтожности.
Что такое космос и каковы его размеры
Рассказывая про размеры Вселенной, нельзя не упомянуть про понятие «космос». Под этим термином понимают часть вселенских просторов, заполненную пустотой, лежащую за пределами атмосфер и оболочек небесных тел. Космос не пустой или полый. Он заполнен межзвездным веществом, состоящим из молекул водорода, кислорода, а также ионизирующего и электромагнитного излучения. Кроме того, присутствует темная материя, о которой уже несколько веков спорят ученые. Многие из них выдвигают гипотезу о том, что эта скрытая масса — связующее звено космического пространства.
Современные астрономы, принимая за точку отсчета нашу планету, различают:
- Ближний космос. Для человека он начинается на высоте порядка 19 километров. Это линия Армстронга, где происходит закипание воды при температуре человеческого тела. У человека, находящегося на этой высоте без скафандра, начинает закипать слюна и слезы. Высота всего в 100 километров считается международным официальным рубежом, после которого начинается космическое пространство.
- Околоземный космос – считается таковым до высоты около 260 тысяч километров. Это высота, до которой сила притяжения Земли превосходит притяжение Солнца. В диапазоне этих высот совершают орбитальные полеты наши космонавты и летают различные спутники.
- Межпланетная область. На этих высотах, а точнее удалениях от Земли совершает свой полет вокруг нашей планеты ее естественный спутник –Луна. На эти расстояния летали только автоматические космические станции и астронавты НАСА при высадке на Луну в 1970 году.
- Межзвездное пространство – удаление от Земли меряется уже в миллиардах километров.
- Межгалактическое пространство, где величины удаления составляют около 5 квинтиллионов километров. Все это ничтожно учитывая размер мироздания.
Границы Вселенной
Космологи не уверены, является ли Вселенная бесконечно большой или просто чрезвычайно большой. Чтобы измерить Вселенную, астрономы вместо этого смотрят на ее кривизну. Геометрическая кривая в больших масштабах Вселенной говорит о ее общей форме. Если вселенная идеально геометрически плоская, то она может быть бесконечной. Если она изогнута, как поверхность Земли, то она имеет конечный объем.
Как пишет в статье для Space.com астрофизик Пол Саттер, текущие наблюдения и измерения кривизны Вселенной показывают, что она практически идеально плоская. Можно подумать, будто это означает, что вселенная бесконечна, но все не так просто. Даже в случае плоской вселенной космос не обязательно должен быть бесконечно большим.
Перед вами галактика, обнаруженная на краю Вселенной.
Но даже если вселенная конечна, это не обязательно означает, что где-о есть ее край. Возможно, наша трехмерная вселенная встроена в какую-то более крупную многомерную конструкцию. Это совершенно нормально и действительно является частью некоторых экзотических моделей физики. Но в настоящее время у ученых нет абсолютно никакой возможности проверить это.
Мир галактик
Итак, как уже было отмечено, галактика – это одна из главнейших структур в составе Вселенной. Образование галактических систем является естественным процессом, на который уходит много времени. Все началось с появления протоскоплений – облаков, состоящих из газа и пыли, из которых образуются звездные скопления. Динамические процессы в них способствовали выделению галактических групп. Известно, что галактики могут иметь различные формы. Это объясняется отличием первостепенных условий их формирования.
Абсолютно в каждой галактической системе выделяют два поколения звезд. Первое – гелиево-водородные объекты, в составе которых также содержится незначительное количество тяжелых металлов. Иными словами – это самые старые звезды. К другому поколению относят объекты, обогащенные тяжелыми металлами. Такие звезды формируются из межзвездного газа.
Образование звезд происходит при сжатии галактической системы. Как правило, для данного процесса необходимо 3 млрд. лет. За это время облако газа превращается в звездную систему. В результате гравитационной силы газовое облако сжимается. В тот момент, когда в его центральной части плотность и температура достигают определенных показателей, происходит термоядерный взрыв и появляется новая звезда.
Процесс образования звезды из газопылевого облака Источник
Мир галактик настолько велик, что ученые до сих пор затрудняются ответить, сколько же таких структур существует во Вселенной. Принято считать, что их около 100 млрд., а в пространстве они располагаются неравномерно. Практически 95% из них сливаются в группы, образуя скопления и сверхскопления галактик. В каждом таком скоплении имеется главная эллиптическая или спиралевидная галактика. Ее гравитационные силы настолько мощные, что она притягивает к себе остальных «спутников», тем самым разрушая их поле гравитации.
В космическом пространстве наблюдается постоянное перемещение и взаимодействие галактических систем между собой. Иногда происходит их столкновение и тогда одна галактика поглощает другую, а в космос выбрасывается огромное количество энергии. Бывает, что галактики проходят рядом друг с другом и только слегка меняют свою структуру.
У вселенной нет границ
Артур Косовский, профессор физики Питтсбургского университета
«Одним из самых фундаментальных свойств вселенной является ее возраст, который, согласно различным измерениям, мы сегодня определяем как 13,7 миллиарда лет. Поскольку мы также знаем, что свет распространяется с постоянной скоростью, это означает, что луч света, который появился в ранние времени, прошел к сегодняшнему дню определенное расстояние (назовем это «расстоянием до горизонта» или «расстоянием Хаббла»). Поскольку ничто не может двигаться быстрее скорости света, расстояние Хаббла будет самым дальним расстоянием, которое мы когда-либо сможем наблюдать в принципе (если не обнаружим какой-либо способ обойти теорию относительности).
У нас есть источник света, идущий к нам почти с расстояния Хаббла: космическое микроволновое фоновое излучение. Мы знаем, что у вселенной не существует «края» на расстоянии до источника микроволнового излучения, которое находится почти на целой дистанции Хаббла от нас. Поэтому мы обычно предполагаем, что вселенная намного больше, чем нам собственный наблюдаемый объем Хаббла, и что настоящий край, который может существовать, находится намного дальше, чем мы когда-либо могли наблюдать. Возможно, это неверно: возможно, край вселенной находится сразу за дистанцией Хаббла от нас, а за ним — морские чудища. Но поскольку вся наблюдаемая нами вселенная везде относительно одинакова и однородна, такой поворот был бы очень странным.
Боюсь, у нас никогда не будет хорошего ответа на этот вопрос. У Вселенной может вообще не быть края, а если он и есть, то будет достаточно далеко, чтобы мы его никогда не увидели. Нам остается постигать лишь ту часть Вселенной, которую мы действительно можем наблюдать».
А у вас есть предположения, что находится на краю Вселенной? Расскажите в нашем чате в Телеграме.
Конечная, но неограниченная
Также возможно, что Вселенная конечна и безгранична одновременно. Похоже на противоречие, не так ли? Да, это так. Но только отчасти. Возьмем Землю в качестве примера. Мы все знаем, что Земля имеет форму шара (примерно). И что она конечна. Но если мы начнем двигаться по ее поверхности в любом направлении, мы будем делать это вечно. Никогда не дойдя до конца. Да, рано или поздно мы пройдем через одно и то же место. Но не более того. Идея конечной и безграничной Вселенной имеет тот же смысл. Только применяется к трем измерениям, которые мы знаем. И они будут обертывать что-то с конечным размером в четвертом измерении.
Поэтому, если Вы будете бесконечно путешествовать по космосу, рано или поздно Вы достигнете своей начальной точки… Но тут вмешивается расширение пространства…
Трехмерный пончик
Изучая свет ранней Вселенной команда астрофизиков пришла к выводу, что космос может быть многосвязным, то есть пространство замкнуто на себя во всех трех измерениях, как трехмерный бублик. Разработав множество компьютерных симуляций того, как выглядело бы реликтовое излучение, если бы Вселенная была трехмерной, то космос соединен сам с собой во всех трех измерениях.
Представим Вселенную, в которой мы могли бы направить космический корабль в одном направлении, но в конце концов вернуться туда, откуда начали. Если бы наша вселенная была подобна пончику, то физики потенциально могли бы измерить ее размер. Так как мы можем изменить размер помещения и повторить этот анализ, результатом является оптимальный размер Вселенной, который наилучшим образом соответствует наблюдениям реликтового излучения.
Тепловое излучение ранней Вселенной может рассказать о ней много интересного
Главный вывод научной работы, опубликованной в 2021 году в журнале Classical and Quantum Gravity, заключается в том, что конечная вселенная лучше соответствует наблюдениям, чем бесконечная модель.
Безусловно, полученные результаты являются предварительными. По этой причине Вселенная вряд ли является аналогом бублика или пончика, а обнаруженные учеными колебания температуры реликтового излучения можно оказаться неисправностью научных инструментов.
И все же представить, что мы живем на поверхности гигантского пончика как минимум забавно и интересно. А как вы думаете, наша Вселенная плоская или все же похожа на пончик?
Как определяют расстояние в космосе
Самым простейшим методом определения расстояния в космосе является использование света. Однако если учесть то, каким образом свет распространяется в пространстве, то следует понимать, что те объекты, которые мы видим с Земли, в космосе необязательно будут выглядеть так же. Ведь для того, чтобы свет от далеких объектов достиг нашей планеты может потребоваться десятки, сотни, тысячи, а то и десятки тысяч лет.
В астрономии принято для определения расстояния использовать термин световой год. Один световой год приблизительно эквивалентен расстоянию 9 460 730 472 580 800 метров и дает нам не только представление о расстоянии, но также может говорить о том, какое количество времени потребуется свету объекта для того, чтобы нас достигнуть.
Такое расстояние сложно себе даже представить
Самым простым примером разницы времени и расстояний является свет Солнца. Среднее расстояние от нас до Солнца составляет около 150 000 000 километров. Допустим, у вас есть подходящий телескоп и защита для глаз, позволяющие вести за Солнцем наблюдение. Суть в том, что все, что вы будете видеть в телескоп, на самом деле происходило с Солнцем 8 минут назад (именно столько требуется свету, чтобы добрать до Земли). Свет Проксимы Центавра? Дойдет до нас только через четыре года. Или взять хотя бы такую крупную звезду, как Бетельгейзе, собирающуюся стать в скором времени сверхновой. Даже если бы это событие произошло сейчас, мы узнали бы о нем не раньше середины 27 века!
Свет и его свойства сыграли ключевую роль в понимании нами того, насколько огромна Вселенная. В настоящий момент наши возможности позволяют нам заглянуть примерно на 46 миллиардов световых лет наблюдаемой Вселенной. Каким образом? Все благодаря используемой физиками и астрономами шкалы расстояний в астрономии.
Будущее Вселенной
Наше мироздание началось с маленькой точки. Быстрое развитие и расширение границ привело к образованию необъятных космических просторов. Но, будет ли остановлено расширение? Возможен ли обратный вариант развития, то есть сжатия в ту же исходную плотную точку?
Модели будущего Вселенной
В 1990-х годах, специалисты пришли к выводу, что реальны два варианта будущего Вселенной.
“Сжатие” космических просторов возможно! При достижении максимальных размеров, она может разрушиться. Плотность черной материи может достичь критических показателей, из-за чего будет сжиматься.
Также, существует предположение, что причиной разрушения мироздания могут стать черные дыры. Все звездные скопления могут прекратить передачу энергии и преобразоваться в черные дыры. Если температура космического пространства приблизиться к нулю, возможно их испарение. В результате чего, все разрушиться и наступит логичный конец.
Какого размера Вселенная
Сегодня, по нашим лучшим оценкам, эта галактика в 2,54 миллиона световых лет от нас. Стало быть, Хаббл ошибался. Но это нисколько не умаляет его заслуг. Потому что мы до сих пор пытаемся рассчитать расстояние до Андромеды. 2,54 миллиона лет — это число, по сути, является результатом относительно недавних расчетов.
Даже сейчас масштаб Вселенной сложно представить. Мы можем его оценивать, и очень хорошо, но, по правде говоря, точно вычислить расстояния между галактиками очень трудно. Вселенная невероятно большая. И нашей галактикой не ограничена.
Хаббл также измерил яркость взрывающихся белых карликов — сверхновых типа 1А. Их можно увидеть в довольно далеких галактиках, за миллиарды световых лет от нас. Поскольку яркость эти вычислений можно рассчитать, мы можем определить, насколько они далеки, как мы это сделали с цефеидами. Сверхновые типа 1А и цефеиды — примеры того, что астрономы называют стандартными свечами.
Если сирена кареты скорой помощи или полицейского автомобиля когда-нибудь проносилась мимо вас, вы знакомы с эффектом Доплера. Когда скорая приближается, сирена звучит пронзительнее, а когда удаляется, сирена снова стихает.
То же самое происходит с волнами света, только в мелких масштабах. Мы можем зафиксировать это изменение, анализируя спектр света удаленных тел. В этом спектре будут темные линии, поскольку отдельные цвета поглощаются элементами в источнике света и вокруг него — поверхности звезд, например.
Чем дальше объекты от нас, тем дальше в сторону красного конца спектра будут смещаться эти линии. И это не только потому что объекты далеки от нас, а потому что они еще и удаляются от нас с течением времени, благодаря расширению Вселенной. И наблюдение красного смещения света далеких галактик, собственно, предоставляет нам доказательство того, что Вселенная действительно расширяется.
Картик Шет, ученый NASA, предлагает такую аналогию: разместить точки на поверхности воздушного шара — каждая из которых будет представлять галактику — и затем надуть шар. По мере расширения резины, расстояние между точками на поверхности увеличивается. «Пока Вселенная расширяется, каждая галактика удаляется от других. Обычно волна должна быть такой же частоты, на которой она была излучена, но теперь пространство-время само растянулось, поэтому волна стала казаться длиннее».
Чем быстрее галактика удаляется от нас, тем дальше она должна быть — и тем больше красного смещения мы сможем обнаружить в свете, получив его на Земле. Опять же, именно Эдвин Хаббл открыл пропорциональную связь между его цефеидами в далеких галактиках и тем, сколько света из этих галактик прошло через красное смещение.
А теперь ключ нашей головоломки. Самое сильное красное смещение света, которое мы можем обнаружить в наблюдаемой Вселенной, показывает, что свет шел к нам из галактик, которым 13,8 миллиарда лет.
Поскольку это самый старый свет, который мы обнаружили, он также позволяет нам измерить возраст самой Вселенной.
Постоянно расширяться!
Когда началось расширение Вселенной, каждый 1 сантиметр «пустого пространства» со временем превратился в 2 сантиметра. Потом в 4. Потом в 8. И так далее. На настоящий момент размер Вселенной с учетом ее расширения равняется примерно 46 миллиардам световых лет. И, следовательно, диаметр Вселенной примерно равен 93 миллиарда световых лет.
Тут нужна одна очень важная оговорка. Это число относится к видимой части Вселенной. То есть той, которую мы видим с Земли. Теория инфляции, если она верна (а она пользуется широкой поддержкой среди космологов) предполагает, что часть Вселенной, которую мы видим, ни в коем случае не является всем космосом. А некоторые космологи даже предполагают, что Вселенная вообще бесконечна!
А теперь давайте продолжим наш мысленный эксперимент по масштабированию расстояний в космосе. И попробуем еще раз оценить физический масштаб не только нашей Солнечной системы, но и нашего маленького островка жизни. Чтобы лучше осознать наши непосредственные окрестности, представьте себе масштабную Солнечную систему с Солнцем посередине и 1 сантиметром пространства, представляющим расстояние между нашей звездой и Землей. Это расстояние называется астрономической единицей (АЕ). То есть 1 АЕ = 1 сантиметр. Для наглядности Вы можете нарисовать это на бумаге.
Реальные размеры Вселенной
Новый сайт под названием «The Size of Space» показывает, насколько непостижимо обширен космос. Когда вы прокручиваете в сторону, сайт отправляется в увлекательное космическое путешествие — начиная от космонавта до всей наблюдаемой Вселенной. По мере увеличения масштаба, от космического корабля до спутников, планет и звезд, более мелкие объекты становятся крошечными точками, прежде чем исчезнуть совсем. Нил Агарвал, программист The Size of Space, использовал одни из лучших визуализаций для каждого из объектов — например, вращающуюся Землю программист создал на основе спутниковых снимков нашей планеты. А вот большинство черных дыр представляют собой просто нарисованные от руки круги, смешанные между красочными изображениями далеких галактик и сверхновых звезд. За исключением одного единственного изображения черной дыры M87*, которая была представлена миру в начале этого года.