О масштабах Вселенной и нашем месте в ней
В 4 веке до нашей эры учёные считали, что Земля является центром Вселенной. А до этого они были убеждены, что Земля плоская.
Теперь большинство из нас знает, что Земля не является центром Вселенной. И не является плоской. Хотя иногда, в переходах подземных станций и прокуренных пивных встречаются необычные люди. Они свято верят в то, что нам врут. И что все мы живём на вершине плоского дисковидного мира, летящего с постоянным ускорением вверх сквозь бескрайний космос…
Центр Вселенной? Нет!
Однако реальность такова: Земля не является центром Вселенной. Так же, как и Солнце. Земля даже не является центром Солнечной системы. Наша планета – обычный каменистый мир, которых в космосе неисчислимое множество.
И сегодня мы попробуем примерно понять, какие масштабы имеет космос. И какое место мы в нем занимаем на самом деле.
Итак, начнём.
Позволю предположить, что Вы знаете свой домашний адрес. Но если Вы никак не можете запомнить его, то, как минимум, знаете, что живете в определённом доме, на определённой улице, в определённой части города.
Где Вы находитесь сейчас? Допустим, Вы находитесь на улице, наслаждаясь полуденным Солнцем. Давайте представим, что над Вами пролетел дрон — соседский ребёнок снова решит всех выбесить.
Дрон делает снимок, который включает Вас и область вокруг диаметром около 15 метров. На этом снимке Вы ещё видны.
Теперь давайте поднимемся выше.
Где вы, люди?
Где-то на изображении, расположенном выше, есть люди. Может быть, они наслаждаются природой, которая кое-где сохранилась среди городской застройки. Может быть какой-то человек сидит на скамейке возле своего дома и весело болтает ногами. Вполне вероятно, что возле какого-то подъезда сидят пожилые тёти, которые ведут учёт женщин с пониженной социальной ответственностью. Может быть и так. Но как бы то не было, людей мы больше не увидим.
Давайте отступим ещё дальше.
Наше текущее поле зрения составляет около 3 километров в поперечнике.
Давайте увеличим это значение в 300 раз. Участок земли шириной около 100 км будет выглядеть примерно так:
Готовы уменьшить масштаб ещё больше?
Давайте отступим ещё в 100 раз.
Планета Земля
Вау…
На этом снимке экрана от Google Maps показано пространство шириной примерно 10 000 км.
Нам, маленьким людям, планета Земля кажется огромной… но этот вид Земли все ещё не очень масштабен.
Готовы уменьшить масштаб ещё в 100 раз?
Наше поле зрения теперь составляет примерно 1 000 000 км в поперечнике.
Метрическая система мер становится немного неудобной в использовании. А ведь мы едва окунулись в истинные просторы вселенских расстояний! И уже имеем дело с миллионами километров!
Для очень больших расстояний астрономы используют нестандартные единицы измерения — световые годы и парсеки. Но пока мы все ещё в нашей Солнечной системе, то будем использовать математические приёмы, чтобы сократить вид чисел. Наше поле зрения будет теперь иметь размеры 1 х 10^6 км.
Готовы отступить ещё немного?
Наше поле зрения теперь составляет 100 000 000 км в поперечнике, или 1 х 10^8 км. Это 100 миллионов километров. Наше предыдущее поле зрения помещается в маленькую красную рамку!
И это мы фактически только начали.
Мы отодвинемся ещё в 100 раз, чтобы увидеть всю нашу Солнечную систему.
Что же. Теперь мы можем видеть всю нашу Солнечную систему… Почти всю. Поскольку пояс Койпера, который состоит из ледяных объектов, начинающийся за орбитой Нептуна, здесь не показан. И мы не можем увидеть внутреннюю Солнечную систему между Солнцем и Марсом. Она слишком мала для этого.
Ёшкин кот. Вы когда-нибудь задумывались над тем, что когда-нибудь будете называть расстояния от Солнца до Меркурия, Венеры, Земли и Марса крошечными?
И тем не менее мы имеем то, что имеем. Наше текущее поле зрения составляет 1 x 10^10 км. Или 10 миллиардов километров. И все поле нашего предварительного просмотра помещается внутри красного квадрата в центре.
Достаточно? Или Вы хотите ещё?
Ладно. Выдвинемся на поле зрения 1 х 10^12 км.
1 триллион километров
Всё наше прежнее поле зрения умещается теперь в этом маленьком красном квадрате.
Так. Солнце и все планеты, пояс астероидов, все карликовые планеты, все объекты пояса Койпера и все, что окружает нашу Солнечную систему в Облаке Оорта, — все это прямо в этом красном квадрате.
Но… где все звезды?
Я покажу.
Наше поле зрения теперь составляет 1 х 10^14 км. Мы смотрим на область пространства диаметром 100 триллионов километров.
Отсюда не видно планет, которые мы знаем и очень любим. Все они помещаются внутри жёлтой точки, которая представляет наше Солнце.
Свету требуется доля секунды, чтобы попасть на Землю после того, как он покинул фонарик. Чтобы добраться до нас от ближайшей звезды, свету требуется 4,3 года.
Собственно, это и есть единица расстояния, называемая световым годом. Один световой год — это расстояние, которое свет проходит за один земной год.
Готовы снова уменьшить масштаб?
На самом деле это не фотография. Потому что мы никогда не отправляли космический корабль так далеко. Но это изображение охватывает расстояние 1 х 10^16 км. Это 10 квадриллионов километров.
Хватит уже километров. Десять квадриллионов — это слишком много. Наше поле зрения составляет теперь примерно 1057 световых лет.
Что это значит? Свету от любой звезды на одной стороне изображения потребуется около 1057 лет, чтобы достичь любой звезды на другой стороне. Только и всего
Да. Я знаю. Я немного сумасшедший. Но мы ещё не закончили!
Наше поле зрения теперь охватывает галактику Млечный Путь. Это наш дом во Вселенной. Такой тип галактики астрономы называют «спиралью с перемычкой». Её диаметр – около 80 000 световых лет. Или 7,6 х 10^17 км!
Астрономы знают, галактика Млечный Путь представляет собой огромное облако, состоящее из звёзд, газа и пыли, удерживаемых вместе гравитацией. И что в ней от 100 до 400 миллиардов звёзд.
Вы можете увидеть нашу Галактику своими глазами, если выйдете в тёмное место подальше от городского света и городской дымки. Это огромная облачная полоса звёзд, пересекающая ночное небо, получившая название Млечный Путь, и есть наша Галактика.
А как же другие галактики? Как далеко находятся они?
Пришло время расширить наше представление ещё в 100 раз.
Местная группа
Познакомьтесь с Местной Группой. Это скопление, состоящее из нескольких десятков галактик, расположенных на территории шириной около 17 миллионов световых лет! Это 1,6 х 10^20 км. Или 1 секстиллион 600 квинтиллионов километров!
Теперь Вы понимаете, почему астрономы придумали свои собственные единицы измерения?
Но… что, если я скажу Вам, что мы ещё не закончили?
Космическая паутина
Да. Это больше похоже на светящуюся паутину, чем на то, что Вы ожидаете увидеть в космосе. Но, хотите верьте, хотите нет, этот вид на самом деле охватывает где-то около 1 x 10^21 км, или 106 миллионов световых лет.
Наша Местная Группа — всего лишь один кластер среди… миллионов, миллиардов, триллионов подобных. Пёс его знает, сколько их там на самом деле.
Каждая крошечная точка света на этом изображении представляет собой целую галактику диаметром в десятки тысяч световых лет. И, вероятно, содержащую сотни миллиардов звёзд. Галактики собираются вместе в более крупные сверхскопления и ещё более крупные нити. И эти нитевидные структуры переплетаются по всей Вселенной.
Как они образовались? Почему они образовались? Почему они такие, какие есть?
Над этими вопросами астрономы все ещё ломают голову. И если Вы думаете, что выше изображена вся Вселенная, то глубоко ошибаетесь. Это лишь её наблюдаемая часть. Которая может быть песчинкой в колоссальном океане бескрайней бесконечности…
Так кто мы в этой невообразимо огромной Вселенной?
Сообщение О масштабах Вселенной и нашем месте в ней появились сначала на Живой Космос.