Теперь мы знаем размеры Вселенной
Масштабы космоса сложно представить и еще сложнее — точно определить. Но благодаря гениальным догадками физиков, мы думаем, что хорошо представляем, насколько велик космос. «Давайте прогуляемся по Вселенной», — такое приглашение сделал американский астроном Харлоу Шепли перед аудиторией в Вашингтоне, округ Колумбия, в 1920 году. Он принимал участие в так называемой Большой Дискуссии, посвященной масштабам Вселенной, вместе с коллегой Хибером Кертисом.
Шепли полагал, что наша галактика Млечный Путь была 300 000 световых лет в поперечнике. Это в три раза больше, чем думают сейчас, но для того времени измерения были вполне неплохие. В частности, он рассчитал в целом правильные пропорциональные расстояния в пределах Млечного Пути — положение нашего Солнца относительно центра галактики, к примеру.
В начале 20 века, впрочем, 300 000 световых лет казались многим современникам Шепли каким-то абсурдно большим числом. А мысль о том, что другие спиральные галактики вроде Млечного Пути — которые были видны в телескопы — были такими же большими, вообще не принимали всерьез.
Да и сам Шепли считал, что Млечный Путь должен быть особенным. «Даже если спирали представлены звездами, они не сравнимы по размеру с нашей звездной системой», говорил он своим слушателям.
Кертис не согласился. Он думал, и это было правильно, что во Вселенной было много других галактик, разбросанных подобно нашей. Но его отправной точкой было допущение, что Млечный Путь был намного меньше, чем подсчитал Шепли. По расчетам Кертиса, Млечный Путь был всего 30 000 световых лет в диаметре — или в три раза меньше, чем показывают современные расчеты.
В три раза больше, в три раза меньше — речь идет о таких огромных расстояниях, что вполне понятно, что астрономы, размышлявшие на эту тему сто лет назад, могли так ошибаться.
Сегодня мы достаточно уверены, что Млечный Путь где-то между 100 000 и 150 000 световым годами в поперечнике. Наблюдаемая Вселенная, конечно, намнооооооого больше. Полагают, что ее диаметр составляет 93 миллиарда световых лет. Но с чего такая уверенность? Как вообще можно измерить что-то такое с Земли?
С тех пор, как Коперник заявил, что Земля не является центром Солнечной системы, мы всегда с трудом переписывали наши представления о том, чем является Вселенной — и особенно насколько большой она может быть. Даже сегодня, как мы увидим, мы собираем новые свидетельства касательно того, что целая Вселенная может быть гораздо больше, чем мы думали недавно.
Кейтлин Кейси, астроном из Университета штата Техас в Остине, изучает Вселенную. Она говорит, что астрономы разработали набор хитроумных инструментов и систем измерения, чтобы подсчитать не только расстояние от Земли до других тел в нашей Солнечной системе, но и пропасти между галактиками и даже до самого конца наблюдаемой Вселенной.
Шаги к измерению всего этого проходят через шкалу расстояний в астрономии. Первая ступень этой шкалы довольно проста и в наши дни полагается на современные технологии.
«Мы можем просто отразить радиоволны от ближайших планет в Солнечной системе, вроде Венеры и Марса, и измерить время, которое понадобится этим волнам, чтоб вернуться на Землю, — говорит Кейси. — Измерения, таким образом, будут очень точными».
Большие радиотелескопы вроде Аресибо в Пуэрто-Рико могут делать эту работу — но они также способны на большее. Аресибо, например, может обнаруживать астероиды, летающие вокруг нашей Солнечной системы и даже создавать их изображения, в зависимости от того, как радиоволны отражаются от поверхности астероида.
Но использовать радиоволны для измерения расстояний за пределами нашей Солнечной системы непрактично. Следующая ступень в этой космической шкале — это измерение параллакса. Мы делаем это постоянно, даже не осознавая. Люди, как и многие животные, интуитивно понимают расстояние между собой и объектами, благодаря тому, что у нас есть два глаза.
Если вы держите объект перед собой — руку, например — и смотрите на него одним открытым глазом, а затем переключаетесь на другой глаз, вы видите, как ваша рука слегка сдвигается. Это называется параллаксом. Разницу между этими двумя наблюдениями можно использовать для определения расстояния до объекта.
Наш мозг делает это естественным образом с информацией из обоих глаз, и астрономы делают то же самое с ближайшими звездами, только используют другие органы чувств: телескопы.
Представьте, что в космосе плавает два глаза, по обе стороны от нашего Солнца. Благодаря орбите Земли, у нас имеются эти глаза, и мы можем наблюдать смещение звезд относительно объектов на фоне, используя этот метод.
«Мы измеряем положение звезд в небе, скажем, в январе, а потом ждем шесть месяцев и измеряем положение тех же звезд в июле, когда оказываемся по другую сторону Солнца», говорит Кейси.
Тем не менее есть порог, за которым объекты уже так далеки — около 100 световых лет — что наблюдаемое смещение слишком малое, чтобы обеспечить полезный расчет. На этом расстоянии мы все еще будем далеки от края нашей собственной галактики.
Следующий шаг — установка по главной последовательности. Он опирается на наше знание того, как звезды определенного размера — известные как звезды главной последовательности — развиваются с течением времени.
Во-первых, они меняют цвет, с возрастом становясь краснее. Точно измеряя их цвет и яркость, а после сравнивая это с тем, что известно о расстоянии до звезд главной последовательности, которые измеряются методом тригонометрического параллакса, мы можем оценить положение этих, более далеких звезд.
Принцип, который лежит в основе этих вычислений, заключается в том, что звезды одной массы и возраста будут казаться нам одинаково яркими, если бы находились на одном расстоянии от нас. Но поскольку зачастую это не так, мы можем использовать разницу в измерениях, чтобы выяснить, как далеки они на самом деле.
Звезды главной последовательности, которые используются для этого анализа, считаются одним из типов «стандартных свечей» — тел, величину которых (или яркость) мы можем посчитать математически. Эти свечи разбросаны по всему космосу и предсказуемо освещают Вселенную. Но звезды главной последовательности не единственные примеры.
Это понимание того, как яркость связана с расстоянием, позволяет нам понимать расстояния до еще более далеких объектов — вроде звезд в других галактиках. Подход как с основной последовательностью уже не будет работать, потому что свет этих звезд — которые в миллионах световых лет от нас, если не больше — трудно точно проанализировать.
Но в 1908 году ученый по имени Генриетта Суон Ливитт из Гарварда осуществила фантастическое открытие, которое помогло нам измерить и эти колоссальные расстояния. Суон Ливитт поняла, что существует особый класс звезд — цефеиды.
«Она заметила, что определенный тип звезды меняет свою яркость с течением временем, и это изменение яркости, в пульсации этих звезд, напрямую связано с тем, насколько они яркие по своей природе», говорит Кейси.
Другими словами, более яркая звезда класса цефеид будет «пульсировать» медленнее (в течение многих дней), чем более тусклая цефеида. Поскольку астрономы могут весьма просто измерить пульс цефеиды, они могут сказать, насколько яркая звезда. Затем, наблюдая за тем, насколько яркой она кажется нам, они могут рассчитать расстояние до нее.
Этот принцип аналогичен подходу с главной последовательностью в том смысле, что ключевой является яркость. Однако важно то, что расстояние можно измерить различными способами. И чем больше способов измерения расстояний у нас есть, тем лучше мы можем понять истинный масштаб наших космических задворок.
Именно открытие таких звезд в нашей собственной галактике убедило Харлоу Шепли в ее большом размере.
В начале 1920-х годов Эдвин Хаббл обнаружил цефеиды в ближайшей к нам галактике Андромеды и заключил, что она всего в миллионе световых лет от нас.
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.
Есть еще одна особенность Вселенной, которая может помочь нам измерить действительно большие расстояния. Это красное смещение.
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.
Но в течение последних 13,8 миллиарда лет Вселенная постоянно расширялась — и поначалу делала это очень быстро. Принимая это во внимание, астрономы пришли к выводу, что галактики на краю наблюдаемой Вселенной, свет которых шел к нам 13,8 миллиарда лет, должны быть в 46,5 миллиардах световых лет от нас.
Это радиус наблюдаемой Вселенной. Умножьте его и получите диаметр: 93 миллиарда световых лет. Это число опирается на множество других измерений и научных изысканий, и это кульминация столетий работы. Но как говорит Кейси, оценка немного грубовата.
С одной стороны, учитывая сложность некоторых самых старых галактик, что мы можем обнаружить, непонятно, как они смогли образоваться так быстро после Большого Взрыва. Возможно, некоторые наши расчеты неправильны.
«Если одна из ступеней шкалы астрономических расстояний ошибается на 10%, тогда и другие ошибаются, поскольку они опираются друг на друга», говорит Кейси.
Все становится еще сложнее, когда мы пытаемся задумываться о Вселенной, которая лежит за пределами наблюдаемого. О «целой» Вселенной. В зависимости от того, какая теория больше вам по душе, целая Вселенная может быть конечна или бесконечна.
Недавно Мигран Варданян и его коллеги из Оксфордского университета в Великобритании проанализировали известные данные об объектах в наблюдаемой Вселенной, чтобы увидеть, что можно извлечь из этих знаний о форме целой Вселенной. Результаты привели к новым оценкам: целая Вселенная в 250 раз больше наблюдаемой.
Мы никогда не сможем увидеть эти далекие области. Но наблюдаемой Вселенной хватит большинству из нас. Для ученых вроде Кейси и Шета она бесконечно удивительна.
«Все, что мы узнали о Вселенной — о том, насколько она большая, насколько удивительны объекты в ней — мы сделали просто собрав эти фотоны света, которые прошли миллионы и миллионы световых лет, чтобы попасть в наши детекторы и камеры и умереть», говорит Шет.
«Это унизительно, — говорит Кейси. — Астрономия научила нас, что мы не в центре Вселенной, мы даже не в центре нашей Солнечной системы или галактики».
Однажды мы заберемся так далеко во Вселенную, что и представить трудно. Пока что мы можем только смотреть. Но и просто смотреть можно бесконечно далеко.
http://hi-news.ru/space/proshlo-mnogo-let-no-teper-my-znaem-razmery-vselennoj.html
Подписка на новостой RSS-канал сайта
Получать новости сайта по почте
Контактный адрес для любых сообщений
МЕНЮ
Архив материалов
Подписка на новости
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - ...
Последние аномальные новости

В Солнечной системе существует две Планеты Икс

Величайший геофизический эксперимент

Госдума будет бороться с передачами о непознанном

Загадочный камень атлантов

Иисус Христос не был распят

Мертвые галактики существуют с самого рождения Вселенной

Метеорит упал в Подмосковье

НЛО наблюдали в Мамадыше

Планеты у нейтронных звезд обитаемы

Планы SpaceX по колонизации Марса

Полтергейст поселился в квартире Краснодара

Призрак на старом снимке

Рассказы людей, похищенных инопланетянами

Сверхъестественные явления в жизни знаменитых политиков

Секретные операции у берегов Исландии

Снежный человек поселился в Подмосковье

Тайна явлений Девы Марии в Зейтуне

Что скрывают просторы Марса

Чупакабра орудует в Копейске

Ядерный потенциал Земли под контролем инопланетян

Автомобили не любят мороженое

Два НЛО на закате в Пенсильвании

Доказано существование высокотехнологичной цивилизации

Зачем тысячи ведьм и друидов собрались возле Стоунхенджа

Инопланетные гиганты просыпаются в Антарктиде

Какие сведения из Книги Книг подтверждены наукой

Климатическое оружие в действии

Марсоход ездит не по Земле

Мумия инопланетянина найдена в Перу

Одержимая бабушка задушила месячную внучку

Почему пришельцы хотят захватить Землю

Призрак замка Дадли

Пять НЛО и крупный неоновый диск над Индианополисом

Рядом с базой ВВС США курсировали два НЛО

Снежного человека сняли в Техасе

Снежный человек в Кыштовском районе

Сотни рыб выбросились из озера из-за песен

Технологические стороны летающих тарелок

Трупы инопланетян нашли на Марсе

Человечество должно начать миграцию с Земли

Астронавт рассказал о неудавшемся нападении инопланетян

Водоросль осветила пляж Австралии

Доказательства существования НЛО

Древний туннель из Шотландии в Турцию

Как найти братьев по разуму

Малые зкзопланеты четко делятся на две группы

Место силы Каменная могила

Наскальные рисунки в урочище Калбак Таш

Немцы ищут Янтарную комнату

НЛО гналось за машиной

Поиск планет у Проксимы Центавра продолжается

Почему ничто не может быть быстрее света

Призраки в викторианской карете

Расшифровали предсказания Нострадамуса до 2029 года

Скоро запустят телескоп для поисков двойников Земли

Снежный человек объявился в окрестностях села Черновка

Странное облако над Новосибирском

Тайна пенопластовой экзопланеты

Шесть истребителей сопровождали красный НЛО

Школьник открыл новую экзопланету

Самое популярное онлайн-развлечение

Сколько вы ожидаете выиграть на одноруких бандитах

Аномальные зоны Ростовской области

База или корабль инопланетян обнаружен на Луне

Деревянные Стоунхенджи Европы

Древнее озеро Марса было обитаемо

Инопланетяне наблюдают за нами

Искусственный интеллект спасёт зерновые культуры

Как инопланетяне смогут с нами связаться

Космологи усомнились в открытии гравитационных волн

Криминалистика будущего

Лучше оружие для зомби-апокалипсиса

Найдено десять новых двойников Земли

Новые пиктограммы в Англии

Пирамиду нашли на Луне

Призраки-убийцы австралийской трассы

Раскрыто прошлое столкнувшихся черных дыр

Россия будет процветать после 2020 года

Сценарии возникновения инопланетных цивилизаций

Таинственные обитатели морских глубин

Храм ацтеков нашил в Мехико

Эти магические кошки

Дискообразный НЛО случайно попавший в кадр на Луне

Люди не проживут вне Земли ни секунды

Объявлены первые цели охотника за экзопланетами

Одержимость бесами на Руси

Показали марсианского робота-гуманоида

Почему пропали серебристые облака

Приведут ли вспышки на Солнце к Апокалипсису

Привидения вернулись в музей Оренбурга

Прозрачный треугольный НЛО в Глостершире

Самая жаркая из всех экзопланет

Светящиеся трубки заполонили побережье США

Скоро мы узнаем все о параллельных Вселенных

События, которые учёные скрывают от людей

Ставропольцев удивила необычная радуга

Странные ледяные сосульки проплыли над Англией

США проводили опыты над инопланетянами

Удивительная звезда Таби

Финское и татарское колдовство на Руси

Чертова столовая в Романовской усадьбе

Эйвбери старше Стоунхенджа

Вселенная не могла родиться без Большого Взрыва

Главным оружием XXI века станет искусственный интеллект

Инопланетяне вклинились в Прямую линию с Путиным

Как мы будем искать жизнь на экзопланетах

Каменный круг обнаружен на Марсе

Китайские ученые поставили рекорд дальности телепортации

Легенды и мистические истории Симферополя

Маг Шепс признался в чувствах к ведьме Илоне Новоселовой

Мистика и реальность волшебных предметов прошлого

На планетах Солнечной системы происходит потепление

НЛО прилетел на вручения дипломов

Огромного краба нашли на Марсе

Орнамент Шигирского идола вырезан резцами бобра

Привидение замка Недзица

Призраки и гиблые места города Шахты

Проклятая кукла поворачивает голову, моргает и говорит

Супруги питаются энергией Вселенной

Хакер выдал секреты НАСА об инопланетных технологиях

Хирург проведет первую в мире операцию по пересадке головы

Что инопланетяне делают на орбите Земли

Встреча с пришельцами в Эстонии

Вторжение рептилоидов

Двойную экзопланету спутали с коричневым карликом

Загадочные сновидения

Загадочный камнепад в Калифорнии

Коллективный ИИ обогнал человека в Pac-Man

Красные спрайты появились над Ла-Маншем

Миллиардеры готовится к апокалипсическому событию

Найден эликсир молодости будущего

Необычный полтергейст в Германии

Обнаружили тайную часть рукописи времен Первого храма

Подсчитали число экзопланет в нашей Галактике

РЕН ТВ перепишет историю человечества

Скоро Солнце остынет и настанет Конец света

Удивительная Долина привидений

Уточнили местонахождение восьмого чуда света

Фотографии летнего Титана

Черная фигура с желтыми глазами напугала жителей Оклахомы

Черные меняющие форму и размеры НЛО над Калифорнией

Шаманы помолились за мир между США и КНДР

Апокалиптическое облако напугало шведов

Версии создания и использования крымских мегалитов

Впервые измерили диаметр бублика черных дыр

Загадочная пирамида Цестия

Искусственный интеллект будет создавать растения

Ищут няню в дом с привидениями

Лунный грунт смертельно опасен

Новая карта загадочной Звезды Смерти

Откуда взялись недавние следы воды на Марсе

Почему инопланетяне боятся людей

Предсказания фантастики, ставшие реальностью

Профессор предупреждает о близком конце

Ранее у Солнца был компаньон

Следы бигфута в заповедниках Техаса

Умерла Илона Новоселова. Подробности смерти

Уфолог Скотт Уоринг завязал

Уфологи обнаружили город на Луне

Факты о погибшем экстрасенсе Илоне Новоселовой

Экстрасенс Акви прокомментировала смерть Илоны Новосёловой

Экстрасенс Илона Новоселова предсказала свою смерть

Врачи удалили из живота пациента гигантскую аномалию

Вымерший тилацин снова попал на камеру

Группу облаков обнаружили на Плутоне

Два новых спутника обнаружили у Юпитера

Зачем нам нужны сновидения

Контроль и управление климатом сегодня

Ледниковый период или климатическое оружие

На экзопланете идут каменные дожди

Обнаружена атмосфера у землеподобной экзопланеты

Рыбаки поймали дельфина с двумя головами

Старец Антоний предсказал ужасное будущее человечества

Странный радиошторм на Юпитере

Сценарий Апокалипсиса в результате вспышек на Солнце

Таинственный лундог появился над станцией Ньюмайер 3

Трубы Апокалипсиса прозвучали над Патагонией

Фото со звездолетом на Марсе исчезло с сайта НАСА

Чрезвычайный пленум Бильдербергского клуба

Что чувствует умирающий человек

Экстрасенс Илона Новоселова покончила с собой

Экстрасенс отменяет Апокалипсис

Где искать привидений и загадывать желания в Петербурге

Дева Мария появилась в назначенное время

Духи Кревского замка

Загадочные цепи галактик

Подписка на новости сайта
Наверх
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика