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Das Ausmaß des Kosmos ist schwer vorstellbar und noch schwieriger genau zu bestimmen. Aber dank der genialen Erkenntnisse der Physiker glauben wir, eine gute Vorstellung davon zu haben, wie groß der Kosmos ist. "Let's take a walk through" - eine solche Einladung richtete der amerikanische Astronom Harlow Shapley 1920 an eine Audienz in Washington, DC. Zusammen mit seinem Kollegen Heber Curtis nahm er an der sogenannten Great Debate on the Scale of the Universe teil.
Shapley glaubte, dass unsere Galaxie einen Durchmesser von 300.000 hat. Das ist dreimal mehr, als sie heute denken, aber für die damalige Zeit waren die Messungen recht gut. Insbesondere berechnete er die im Allgemeinen korrekten proportionalen Entfernungen innerhalb der Milchstraße – zum Beispiel unsere Position relativ zum Zentrum.
Anfang des 20. Jahrhunderts erschienen 300.000 Lichtjahre vielen Zeitgenossen Shapleys jedoch irgendwie absurd. eine große Anzahl. Und die Vorstellung, dass andere wie die Milchstraße – die in sichtbar waren – genauso groß waren, wurde im Allgemeinen nicht ernst genommen.
Ja, und Shapley selbst glaubte, dass die Milchstraße etwas Besonderes sein sollte. „Auch wenn die Spiralen vorhanden sind, sind sie in ihrer Größe nicht mit unserem Sternensystem vergleichbar“, sagte er seinen Zuhörern.
Curtis widersprach. Er dachte, und das zu Recht, dass es viele andere Galaxien im Universum gibt, die wie unsere verstreut sind. Aber sein Ausgangspunkt war die Annahme, dass die Milchstraße viel kleiner war, als Shapley berechnet hatte. Nach Berechnungen von Curtis hatte die Milchstraße einen Durchmesser von nur 30.000 Lichtjahren – oder dreimal kleiner als moderne Berechnungen zeigen.
Dreimal mehr, dreimal weniger - wir redenüber so große Entfernungen, dass es durchaus verständlich ist, dass Astronomen, die vor hundert Jahren über dieses Thema nachdachten, so falsch liegen konnten.
Heute sind wir uns ziemlich sicher, dass die Milchstraße einen Durchmesser zwischen 100.000 und 150.000 Lichtjahren hat. Das beobachtbare Universum ist natürlich viel größer. Es wird angenommen, dass sein Durchmesser 93 Milliarden Lichtjahre beträgt. Aber warum so viel Vertrauen? Wie kann man so etwas überhaupt mit messen?
Seit Kopernikus erklärt hat, dass die Erde nicht das Zentrum ist, haben wir immer darum gekämpft, unsere Vorstellungen darüber, was das Universum ist – und vor allem, wie groß es sein kann – umzuschreiben. Wie wir sehen werden, sammeln wir sogar heute noch neue Beweise dafür, dass das gesamte Universum viel größer sein könnte, als wir vor kurzem dachten.
Caitlin Casey, Astronomin an der University of Texas at Austin, studiert das Universum. Sie sagt, dass Astronomen eine Reihe ausgeklügelter Werkzeuge und Messsysteme entwickelt haben, um nicht nur die Entfernung von der Erde zu anderen Körpern in unserem Sonnensystem zu berechnen, sondern auch die Lücken zwischen Galaxien und sogar bis zum äußersten Ende des beobachtbaren Universums.
Die Schritte, um all dies zu messen, gehen durch die Entfernungsskala in der Astronomie. Der erste Schritt dieser Größenordnung ist recht einfach und setzt heutzutage auf moderne Technik.
„Wir können einfach Radiowellen von den nächsten im Sonnensystem abprallen lassen, wie und , und die Zeit messen, die diese Wellen brauchen, um zur Erde zurückzukehren“, sagt Casey. "Die Messungen werden daher sehr genau sein."
Große Radioteleskope wie die in Puerto Rico können das leisten – aber sie können auch mehr. Arecibo zum Beispiel kann das Fliegen um uns herum erkennen Sonnensystem und sogar Bilder davon erstellen, je nachdem, wie Radiowellen von der Oberfläche des Asteroiden abprallen.
Die Verwendung von Radiowellen zur Messung von Entfernungen außerhalb unseres Sonnensystems ist jedoch unpraktisch. Der nächste Schritt in dieser kosmischen Skala ist die Messung der Parallaxe. Wir tun es die ganze Zeit, ohne es zu merken. Menschen verstehen, wie viele Tiere, intuitiv die Entfernung zwischen sich und Objekten, dank der Tatsache, dass wir zwei Augen haben.
Wenn Sie ein Objekt vor sich halten – zum Beispiel eine Hand – und es mit einem offenen Auge betrachten und dann zum anderen Auge wechseln, werden Sie sehen, wie sich Ihre Hand leicht bewegt. Das nennt man Parallaxe. Aus der Differenz dieser beiden Beobachtungen kann die Entfernung zum Objekt bestimmt werden.
Unser Gehirn tut dies auf natürliche Weise mit Informationen von beiden Augen, und Astronomen tun dasselbe mit nahen Sternen, nur mit einem anderen Sinn: Teleskopen.
Stellen Sie sich zwei Augen vor, die zu beiden Seiten unserer Sonne im Weltraum schweben. Dank der Umlaufbahn der Erde haben wir diese Augen und können mit dieser Methode die Verschiebung von Sternen relativ zu Objekten im Hintergrund beobachten.
„Wir messen die Position der Sterne am Himmel beispielsweise im Januar, und dann warten wir sechs Monate und messen die Positionen derselben Sterne im Juli, wenn wir uns auf der anderen Seite der Sonne befinden“, sagt Casey.
Es gibt jedoch eine Schwelle, ab der Objekte bereits so weit entfernt sind – etwa 100 Lichtjahre –, dass die beobachtete Verschiebung zu klein ist, um eine brauchbare Berechnung zu ermöglichen. In dieser Entfernung werden wir noch weit vom Rand unserer eigenen Galaxie entfernt sein.
Der nächste Schritt ist die Installation der Hauptsequenz. Sie stützt sich auf unser Wissen darüber, wie sich Sterne einer bestimmten Größe – sogenannte Hauptreihensterne – im Laufe der Zeit entwickeln.
Erstens ändern sie ihre Farbe und werden mit zunehmendem Alter röter. Indem wir ihre Farbe und Helligkeit genau messen und dies dann mit dem vergleichen, was über die Entfernung zu Hauptreihensternen bekannt ist, wie sie durch trigonometrische Parallaxe gemessen wird, können wir die Position dieser weiter entfernten Sterne abschätzen.
Das Prinzip hinter diesen Berechnungen ist, dass Sterne gleicher Masse und gleichen Alters uns gleich hell erscheinen würden, wenn sie gleich weit von uns entfernt wären. Da dies aber oft nicht der Fall ist, können wir anhand der Differenz der Messwerte herausfinden, wie weit sie wirklich entfernt sind.
Die Hauptreihensterne, die für diese Analyse verwendet werden, gelten als eine der Arten von „Standardkerzen“ – Körpern, deren Größe (oder Helligkeit) wir mathematisch berechnen können. Diese Kerzen sind im ganzen Kosmos verstreut und erhellen das Universum auf vorhersehbare Weise. Aber Hauptreihensterne sind nicht die einzigen Beispiele.
Dieses Verständnis des Zusammenhangs zwischen Helligkeit und Entfernung ermöglicht es uns, die Entfernungen zu noch weiter entfernten Objekten, wie Sternen in anderen Galaxien, zu verstehen. Der Hauptreihenansatz wird nicht mehr funktionieren, da das Licht dieser Sterne – die Millionen von Lichtjahren entfernt sind, wenn nicht sogar noch weiter – schwierig genau zu analysieren ist.
Aber 1908 machte eine Wissenschaftlerin namens Henrietta Swan Leavitt aus Harvard eine fantastische Entdeckung, die uns half, auch diese kolossalen Entfernungen zu messen. Swan Leavitt erkannte, dass es eine besondere Klasse von Stars gibt -.
„Sie bemerkte, dass eine bestimmte Art von Sternen ihre Helligkeit im Laufe der Zeit ändert, und diese Helligkeitsänderung im Pulsieren dieser Sterne steht in direktem Zusammenhang damit, wie hell sie von Natur aus sind“, sagt Casey.
Mit anderen Worten, ein hellerer Cepheidenstern „pulsiert“ langsamer (über viele Tage) als ein dunklerer Cepheiden. Da Astronomen den Puls eines Cepheiden ganz einfach messen können, können sie sagen, wie hell ein Stern ist. Dann können sie, indem sie beobachten, wie hell es uns erscheint, seine Entfernung berechnen.
Dieses Prinzip ähnelt dem Ansatz Hauptsequenz in dem Sinne, dass der Schlüssel Helligkeit ist. Wichtig ist jedoch, dass die Entfernung gemessen werden kann verschiedene Wege. Und je mehr Möglichkeiten wir haben, Entfernungen zu messen, desto besser können wir das wahre Ausmaß unseres kosmischen Hinterhofs verstehen.
Es war die Entdeckung solcher Sterne in unserer eigenen Galaxie, die Harlow Shapley von seiner Größe überzeugte.
In den frühen 1920er Jahren entdeckte Edwin Hubble den nächsten Cepheiden und kam zu dem Schluss, dass er nur eine Million Lichtjahre entfernt war.
Heute ist diese Galaxie nach unserer besten Schätzung 2,54 Millionen Lichtjahre entfernt. Also lag Hubble falsch. Das tut seinen Verdiensten aber keinen Abbruch. Weil wir immer noch versuchen, die Entfernung zu Andromeda zu berechnen. 2,54 Millionen Jahre sind in der Tat das Ergebnis relativ neuer Berechnungen.
Schon jetzt ist das Ausmaß des Universums schwer vorstellbar. Wir können es sehr gut abschätzen, aber in Wahrheit ist es sehr schwierig, die Entfernungen zwischen Galaxien genau zu berechnen. Das Universum ist unglaublich groß. Und unsere Galaxie ist nicht begrenzt.
Hubble maß auch die Helligkeit der Explosion – Typ 1A. Sie können in ziemlich weit entfernten Galaxien gesehen werden, die Milliarden von Lichtjahren entfernt sind. Da die Helligkeit dieser Berechnungen berechnet werden kann, können wir bestimmen, wie weit sie entfernt sind, wie wir es bei den Cepheiden getan haben. Supernovae vom Typ 1A und Cepheiden sind Beispiele dafür, was Astronomen Standardkerzen nennen.
Es gibt noch eine weitere Eigenschaft des Universums, die uns helfen kann, wirklich zu messen lange Distanzen. Das ist Rotverschiebung.
Wenn schon einmal die Sirene eines Krankenwagens oder Polizeiautos an Ihnen vorbeigesaust ist, kennen Sie den Doppler-Effekt. Wenn sich der Krankenwagen nähert, ertönt die Sirene lauter, und wenn er sich entfernt, verstummt die Sirene wieder.
Dasselbe passiert mit Lichtwellen, nur in kleinem Maßstab. Wir können diese Veränderung beheben, indem wir das Lichtspektrum entfernter Körper analysieren. Es gibt dunkle Linien in diesem Spektrum, da einzelne Farben von Elementen in und um die Lichtquelle absorbiert werden – zum Beispiel die Oberflächen von Sternen.
Je weiter Objekte von uns entfernt sind, desto weiter verschieben sich diese Linien zum roten Ende des Spektrums. Und das liegt nicht nur daran, dass die Objekte weit von uns entfernt sind, sondern weil sie sich aufgrund der Expansion des Universums im Laufe der Zeit auch von uns entfernen. Und die Beobachtung der Rotverschiebung des Lichts entfernter Galaxien liefert uns tatsächlich den Beweis dafür, dass sich das Universum tatsächlich ausdehnt.
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Interview
Müssen wir Signale mit Erdkoordinaten ins All senden?
In der Kosmologie gibt es noch keine klare Antwort auf die Frage, die Alter, Form und Größe des Universums betrifft, und es gibt keinen Konsens über seine Endlichkeit. Denn wenn das Universum endlich ist, dann muss es sich entweder zusammenziehen oder ausdehnen. Für den Fall, dass es unendlich ist, verlieren viele Annahmen ihre Bedeutung.
Bereits 1744 hat der Astronom J.F. Shezo war der erste, der daran zweifelte, dass das Universum
Unendlich: Wenn die Anzahl der Sterne schließlich keine Grenzen hat, warum funkelt dann der Himmel nicht und warum ist er dunkel? 1823 argumentierte G. Olbes die Existenz der Grenzen des Universums damit, dass das Licht, das von fernen Sternen zur Erde kommt, aufgrund der Absorption durch die Substanz, die sich auf ihrem Weg befindet, schwächer werden sollte. Aber in diesem Fall sollte sich diese Substanz selbst aufheizen und nicht schlechter leuchten als jeder Stern. fand seine Bestätigung in moderne Wissenschaft, die behauptet, dass das Vakuum "nichts" ist, aber gleichzeitig real ist physikalische Eigenschaften. Natürlich führt die Absorption durch das Vakuum zu einer Erhöhung seiner Temperatur, was dazu führt, dass das Vakuum zu einer sekundären Strahlungsquelle wird. Für den Fall, dass die Dimensionen des Universums tatsächlich unendlich sind, hat das Licht von Sternen, die die Grenzentfernung erreicht haben, eine so starke Rotverschiebung, dass es beginnt, sich mit der Hintergrund-(Sekundär-)Vakuumstrahlung zu vermischen.
Gleichzeitig kann gesagt werden, dass die von der Menschheit beobachteten endlich sind, da die Entfernung von 24 Gigaparsex selbst endlich ist und die Grenze des hellen kosmischen Horizonts darstellt. Aufgrund der Tatsache, dass es zunimmt, ist das Ende des Universums jedoch in einer Entfernung von 93 Milliarden
Das wichtigste Ergebnis der Kosmologie war die Tatsache der Expansion des Universums. Sie wurde aus Rotverschiebungsbeobachtungen gewonnen und dann nach dem Gesetz von Hubble quantifiziert. Dies führte Wissenschaftler zu dem Schluss, dass die Urknalltheorie bestätigt wird. Laut NASA,
die mit WMAP erhalten wurden, ab dem Moment des Urknalls, entspricht 13,7 Milliarden Jahren. Jedoch gegebenes Ergebnis ist nur möglich, wenn wir davon ausgehen, dass das der Analyse zugrunde liegende Modell korrekt ist. Bei Verwendung anderer Schätzverfahren erhält man völlig andere Daten.
Wenn man die Struktur des Universums berührt, kann man nicht umhin, etwas über seine Form zu sagen. Bis jetzt wurde nicht die dreidimensionale Figur gefunden, die ihr Bild am besten repräsentieren würde. Diese Schwierigkeit liegt daran, dass noch nicht genau bekannt ist, ob das Universum flach ist. Der zweite Aspekt hängt mit der Tatsache zusammen, dass seine Mehrfachverbindung nicht sicher bekannt ist. Wenn also die Dimensionen des Universums räumlich begrenzt sind, kann man bei einer Bewegung in gerader Linie und in jeder Richtung am Ausgangspunkt landen.
Wie wir sehen, hat der technologische Fortschritt noch nicht das Niveau erreicht, um Fragen nach Alter, Struktur und Größe des Universums genau zu beantworten. Bisher wurden viele Theorien der Kosmologie nicht bestätigt, aber auch nicht widerlegt.
Jeder von uns hat sich mindestens einmal gefragt, was weite Welt wir leben. Unser Planet ist eine wahnsinnige Menge an Städten, Dörfern, Straßen, Wäldern, Flüssen. Die meisten Menschen sehen nie die Hälfte davon in ihrem Leben. Es ist schwer, sich das grandiose Ausmaß des Planeten vorzustellen, aber es gibt eine noch schwierigere Aufgabe. Die Größe des Universums ist etwas, das sich vielleicht selbst der am weitesten entwickelte Verstand nicht vorstellen kann. Versuchen wir herauszufinden, was die moderne Wissenschaft darüber denkt.
Basiskonzept
Das Universum ist alles, was uns umgibt, von dem wir wissen und ahnen, was war, ist und sein wird. Wenn wir die Intensität der Romantik reduzieren, dann definiert dieser Begriff alles, was in der Wissenschaft physisch existiert, unter Berücksichtigung des zeitlichen Aspekts und der Gesetze, die das Funktionieren, die Verbindung aller Elemente usw. regeln.
Natürlich ist es ziemlich schwierig, sich die wirklichen Dimensionen des Universums vorzustellen. In der Wissenschaft wird diese Frage breit diskutiert und es gibt noch keinen Konsens. Astronomen stützen sich bei ihren Annahmen auf bestehende Theorien zur Entstehung der Welt, wie wir sie kennen, sowie auf Beobachtungsdaten.
Metagalaxie
Verschiedene Hypothesen definieren das Universum als einen dimensionslosen oder unaussprechlich riesigen Raum, von dem wir größtenteils wenig wissen. Um Klarheit und die Möglichkeit zu schaffen, das für Studien verfügbare Gebiet zu diskutieren, wurde das Konzept der Metagalaxie eingeführt. Dieser Begriff bezieht sich auf den Teil des Universums, der für die Beobachtung durch astronomische Methoden verfügbar ist. Dank der Verbesserung von Technologie und Wissen nimmt sie ständig zu. Die Metagalaxie ist ein Teil des sogenannten beobachtbaren Universums - des Raumes, in den die Materie während ihrer Existenz gelangt ist momentane Situation. Wenn es darum geht, die Größe des Universums zu verstehen, sprechen sie in den meisten Fällen von der Metagalaxie. Der aktuelle technologische Entwicklungsstand ermöglicht die Beobachtung von Objekten, die bis zu 15 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt sind. Die Zeit bei der Bestimmung dieses Parameters spielt anscheinend nicht weniger eine Rolle als der Raum.
Alter und Größe
Nach einigen Modellen des Universums ist es nie erschienen, sondern existiert für immer. Die heute vorherrschende Urknall-Theorie bietet unserer Welt jedoch einen „Ausgangspunkt“. Laut Astronomen beträgt das Alter des Universums etwa 13,7 Milliarden Jahre. Wenn Sie in der Zeit zurückgehen, können Sie zum Urknall zurückkehren. Unabhängig davon, ob die Dimensionen des Universums unendlich sind, hat der beobachtbare Teil davon Grenzen, da die Lichtgeschwindigkeit endlich ist. Es umfasst all jene Orte, die seit dem Urknall auf den irdischen Beobachter einwirken können. Die Dimensionen des beobachtbaren Universums nehmen aufgrund seiner ständigen Expansion zu. Nach neuesten Schätzungen nimmt es einen Raum von 93 Milliarden Lichtjahren ein.
Viele
Mal sehen, was das Universum ist. Maße Weltraum, ausgedrückt in trockenen Zahlen, sind natürlich auffallend, aber schwer zu verstehen. Für viele wird es einfacher sein, das Ausmaß der Welt um sie herum zu erkennen, wenn sie wissen, wie viele Systeme, wie das Solar, hineinpassen.
Unser Stern und die ihn umgebenden Planeten sind nur ein winziger Teil der Milchstraße. Laut Astronomen hat die Galaxie ungefähr 100 Milliarden Sterne. Einige von ihnen haben bereits Exoplaneten entdeckt. Nicht nur die Größe des Universums ist auffällig – schon der Raum, den sein unbedeutender Teil, die Milchstraße, einnimmt, flößt Respekt ein. Es dauert hunderttausend Jahre, bis Licht durch unsere Galaxie wandert!
Ortsgruppe
Die extragalaktische Astronomie, die sich nach den Entdeckungen von Edwin Hubble zu entwickeln begann, beschreibt viele ähnliche Strukturen Milchstraße. Seine nächsten Nachbarn sind der Andromedanebel und die Große und Kleine Magellansche Wolke. Zusammen mit mehreren anderen "Satelliten" bilden sie die lokale Gruppe der Galaxien. Es ist von der benachbarten ähnlichen Formation durch etwa 3 Millionen Lichtjahre getrennt. Es ist sogar beängstigend, sich vorzustellen, wie viel Zeit ein modernes Flugzeug brauchen würde, um eine solche Distanz zurückzulegen!
Beobachtet
Alle Ortsgruppen sind durch einen riesigen Raum getrennt. Die Metagalaxie umfasst mehrere Milliarden Strukturen ähnlich der Milchstraße. Die Größe des Universums ist wirklich erstaunlich. Es dauert 2 Millionen Jahre, bis ein Lichtstrahl von der Milchstraße zum Andromeda-Nebel wandert.
Je weiter ein Stückchen Raum von uns entfernt ist, desto weniger wissen wir über seinen aktuellen Zustand. Aufgrund der Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit können Wissenschaftler nur Informationen über die Vergangenheit solcher Objekte gewinnen. Aus den gleichen Gründen ist, wie bereits erwähnt, die für die astronomische Forschung zur Verfügung stehende Fläche des Universums begrenzt.
Andere Welten
Dies sind jedoch nicht alle erstaunlichen Informationen, die das Universum charakterisieren. Die Dimensionen des Weltraums übersteigen offenbar die Metagalaxie und den beobachtbaren Teil erheblich. Die Inflationstheorie führt ein solches Konzept wie das Multiversum ein. Es besteht aus vielen Welten, die wahrscheinlich gleichzeitig entstanden sind, sich nicht überschneiden und sich unabhängig voneinander entwickeln. Der derzeitige Entwicklungsstand der Technologie gibt keine Hoffnung auf die Kenntnis ähnlicher benachbarter Universen. Einer der Gründe ist die gleiche Endlichkeit der Lichtgeschwindigkeit.
Die rasante Entwicklung der Weltraumwissenschaft verändert unser Verständnis davon, wie groß das Universum ist. Der aktuelle Stand der Astronomie, ihre Theorien und Berechnungen von Wissenschaftlern sind für den Laien nur schwer nachvollziehbar. Doch selbst ein oberflächliches Studium des Themas zeigt, wie groß die Welt ist, deren Teil wir sind, und wie wenig wir noch darüber wissen.
Die Portal-Site ist eine Informationsressource, in der Sie viele nützliche und nützliche Informationen erhalten interessantes Wissen mit Raum verbunden. Zuallererst werden wir über unser und andere Universen sprechen Himmelskörper, Schwarze Löcher und Phänomene in den Tiefen des Weltalls.
Die Gesamtheit von allem, was existiert, Materie, einzelne Teilchen und der Raum zwischen diesen Teilchen wird als Universum bezeichnet. Laut Wissenschaftlern und Astrologen beträgt das Alter des Universums ungefähr 14 Milliarden Jahre. Die Größe des sichtbaren Teils des Universums beträgt etwa 14 Milliarden Lichtjahre. Und einige argumentieren, dass sich das Universum über 90 Milliarden Lichtjahre erstreckt. Der Einfachheit halber ist es bei der Berechnung solcher Entfernungen üblich, den Parsec-Wert zu verwenden. Ein Parsec entspricht 3,2616 Lichtjahren, dh ein Parsec ist die Entfernung, über die der durchschnittliche Radius der Erdumlaufbahn in einem Winkel von einer Bogensekunde betrachtet wird.
Bewaffnet mit diesen Indikatoren können Sie die kosmische Entfernung von einem Objekt zum anderen berechnen. Zum Beispiel beträgt die Entfernung von unserem Planeten zum Mond 300.000 km oder 1 Lichtsekunde. Folglich erhöht sich dieser Abstand zur Sonne auf 8,31 Lichtminuten.
Im Laufe seiner Geschichte haben Menschen versucht, die Geheimnisse zu lösen, die mit dem Kosmos und dem Universum verbunden sind. In den Artikeln der Portalseite können Sie nicht nur etwas über das Universum, sondern auch über die Moderne erfahren wissenschaftliche Ansätze zu seinem Studium. Alle Materialien basieren auf den fortschrittlichsten Theorien und Fakten.
Es sollte beachtet werden, dass das Universum umfasst große Nummer Menschen bekannt verschiedene Objekte. Die bekanntesten unter ihnen sind Planeten, Sterne, Satelliten, Schwarze Löcher, Asteroiden und Kometen. Die Planeten werden im Moment am besten verstanden, da wir auf einem von ihnen leben. Einige Planeten haben ihre eigenen Monde. Die Erde hat also einen eigenen Satelliten - den Mond. Neben unserem Planeten gibt es 8 weitere, die um die Sonne kreisen.
Es gibt viele Sterne im Kosmos, aber keiner von ihnen ist einander ähnlich. Sie haben unterschiedliche Temperaturen, Größen und Helligkeiten. Da alle Sterne unterschiedlich sind, werden sie wie folgt klassifiziert:
weiße Zwerge;
Riesen;
Überriesen;
Neutronensterne;
Quasare;
Pulsare.
Die dichteste uns bekannte Substanz ist Blei. Auf einigen Planeten kann die Dichte ihrer eigenen Substanz tausendmal größer sein als die Dichte von Blei, was Wissenschaftler vor viele Fragen stellt.
Alle Planeten kreisen um die Sonne, aber sie steht auch nicht still. Sterne können sich zu Haufen sammeln, die wiederum um ein uns noch unbekanntes Zentrum kreisen. Diese Haufen werden Galaxien genannt. Unsere Galaxie heißt Die Milchstrasse. Alle bisher durchgeführten Studien besagen, dass der Großteil der Materie, die Galaxien erzeugen, für den Menschen noch unsichtbar ist. Aus diesem Grund wurde es dunkle Materie genannt.
Die Zentren von Galaxien gelten als die interessantesten. Einige Astronomen glauben, dass ein Schwarzes Loch das mögliche Zentrum der Galaxie ist. Dies ist ein einzigartiges Phänomen, das als Ergebnis der Entwicklung eines Sterns entstanden ist. Aber im Moment sind dies nur Theorien. Es ist noch nicht möglich, Experimente durchzuführen oder solche Phänomene zu untersuchen.
Neben Galaxien enthält das Universum Nebel (interstellare Wolken aus Gas, Staub und Plasma), Reliktstrahlung, die den gesamten Raum des Universums durchdringt, und viele andere wenig bekannte und sogar im Allgemeinen unbekannte Objekte.
Die Zirkulation des Äthers des Universums
Symmetrie und Gleichgewicht materieller Phänomene sind das Hauptprinzip der strukturellen Organisation und Interaktion in der Natur. Außerdem in allen Formen: stellares Plasma und Materie, Welt und freigesetzte Äther. Die ganze Essenz solcher Phänomene besteht in ihren Wechselwirkungen und Transformationen, von denen die meisten durch den unsichtbaren Äther repräsentiert werden. Sie wird auch Reliktstrahlung genannt. Dies ist eine kosmische Mikrowellen-Hintergrundstrahlung mit einer Temperatur von 2,7 K. Es gibt die Meinung, dass dieser oszillierende Äther die grundlegende Grundlage für alles ist, was das Universum erfüllt. Die Anisotropie der Ätherverteilung hängt mit den Richtungen und der Intensität seiner Bewegung zusammen verschiedene Bereiche unsichtbarer und sichtbarer Raum. Die ganze Schwierigkeit des Studierens und Forschens ist durchaus vergleichbar mit der Schwierigkeit, turbulente Prozesse in Gasen, Plasmen und Flüssigkeiten der Materie zu studieren.
Warum glauben viele Wissenschaftler, dass das Universum mehrdimensional ist?
Nach Experimenten in Laboratorien und im Kosmos selbst wurden Daten gewonnen, die davon ausgehen, dass wir in einem Universum leben, in dem der Ort jedes Objekts durch Zeit und drei räumliche Koordinaten charakterisiert werden kann. Daraus ergibt sich die Annahme, dass das Universum vierdimensional ist. Einige Wissenschaftler, die Theorien über Elementarteilchen und die Quantengravitation entwickeln, könnten jedoch zu dem Schluss kommen, dass die Existenz eine große Anzahl Messungen sind unerlässlich. Einige Modelle des Universums schließen eine Zahl wie 11 Dimensionen nicht aus.
Es sollte berücksichtigt werden, dass die Existenz eines multidimensionalen Universums mit hochenergetischen Phänomenen möglich ist - Schwarze Löcher, Urknall, Burster. Das ist zumindest eine der Ideen führender Kosmologen.
Das Modell des expandierenden Universums basiert auf Allgemeine Theorie Relativität. Es wurde vorgeschlagen, die Rotverschiebungsstruktur angemessen zu erklären. Die Expansion begann zeitgleich mit dem Urknall. Sein Zustand wird durch die Oberfläche eines aufgeblasenen Gummiballs veranschaulicht, auf dem Punkte angebracht wurden - extragalaktische Objekte. Wenn ein solcher Ballon aufgeblasen wird, bewegen sich alle seine Punkte unabhängig von der Position voneinander weg. Der Theorie zufolge kann sich das Universum entweder unendlich ausdehnen oder zusammenziehen.
Baryonen-Asymmetrie des Universums
Als Baryonenasymmetrie bezeichnet man die im Universum beobachtete deutliche Zunahme der Zahl der Elementarteilchen gegenüber der Gesamtzahl der Antiteilchen. Baryonen umfassen Neutronen, Protonen und einige andere kurzlebige Elementarteilchen. Dieses Missverhältnis geschah im Zeitalter der Vernichtung, nämlich drei Sekunden nach dem Urknall. Bis zu diesem Zeitpunkt entsprachen die Anzahl der Baryonen und Antibaryonen einander. Bei der Massenvernichtung elementarer Antiteilchen und Teilchen paarten sich die meisten von ihnen und verschwanden, wodurch elektromagnetische Strahlung entstand.
Age of the Universe auf der Portalseite
Moderne Wissenschaftler glauben, dass unser Universum etwa 16 Milliarden Jahre alt ist. Schätzungen zufolge kann das Mindestalter 12-15 Milliarden Jahre betragen. Das Minimum wird von den ältesten Sternen unserer Galaxie abgestoßen. Sein wahres Alter lässt sich nur mit Hilfe des Hubble-Gesetzes bestimmen, aber echt bedeutet nicht genau.
Sichtbarkeitshorizont
Kugel mit gleich der Distanz Der Radius, den das Licht während der gesamten Existenz des Universums zurücklegt, wird als Sichtbarkeitshorizont bezeichnet. Die Existenz des Horizonts ist direkt proportional zur Expansion und Kontraktion des Universums. Entsprechend Kosmologisches Modell Friedman begann sich das Universum vor etwa 15 bis 20 Milliarden Jahren aus einer einzigartigen Entfernung auszudehnen. Denn Licht legt im expandierenden Universum immer eine Reststrecke zurück, nämlich 109 Lichtjahre. Aus diesem Grund kann jeder Beobachter zum Zeitpunkt t0 nach Beginn des Expansionsprozesses nur einen kleinen Teil sehen, begrenzt durch eine Kugel, die in diesem Moment den Radius I hat. Jene Körper und Objekte, die sich in diesem Moment außerhalb dieser Grenze befinden, sind , im Prinzip nicht beobachtbar. Das von ihnen reflektierte Licht hat einfach keine Zeit, den Betrachter zu erreichen. Dies ist selbst dann nicht möglich, wenn das Licht in dem Moment herauskam, in dem der Expansionsprozess begann.
Durch Absorption und Einstreuung frühes Universum, aufgrund der hohen Dichte konnten sich Photonen nicht in einer freien Richtung ausbreiten. Daher ist der Beobachter in der Lage, nur die Strahlung zu fixieren, die in der Ära des für Strahlung transparenten Universums aufgetreten ist. Diese Epoche wird durch die Zeit t»300.000 Jahre, die Materiedichte r»10-20 g/cm3 und den Moment der Wasserstoffrekombination bestimmt. Aus all dem folgt, dass je näher die Quelle in der Galaxie ist, desto größer die Rotverschiebung für sie sein wird.
Urknall
Der Moment, in dem das Universum begann, wird Urknall genannt. Dieses Konzept basiert darauf, dass es zunächst einen Punkt (Singularitätspunkt) gab, in dem alle Energie und alle Materie vorhanden waren. Als Grundlage der Eigenschaft wird eine hohe Materiedichte angesehen. Was vor dieser Singularität geschah, ist unbekannt.
Bezüglich der Ereignisse und Bedingungen, die vor dem Moment 5 * 10-44 Sekunden (dem Moment des Endes des 1. Zeitquantums) stattfanden, gibt es keine genauen Informationen. Physikalisch kann man zu dieser Zeit nur davon ausgehen, dass die Temperatur damals etwa 1,3 * 1032 Grad betrug bei einer Materiedichte von etwa 1096 kg / m 3 . Diese Werte sind limitierend für die Anwendung bestehender Ideen. Sie entstehen durch das Verhältnis von Gravitationskonstante, Lichtgeschwindigkeit, Boltzmann- und Planck-Konstante und werden als „Planck“ bezeichnet.
Jene Ereignisse, die mit 5 * 10-44 bis 10-36 Sekunden verbunden sind, spiegeln das Modell des "inflationären Universums" wider. Der Moment von 10-36 Sekunden wird dem Modell des "heißen Universums" zugeschrieben.
Im Zeitraum von 1–3 bis 100–120 Sekunden wurden Heliumkerne und eine kleine Anzahl von Kernen der verbleibenden Lungen gebildet chemische Elemente. Von diesem Moment an begann sich das Verhältnis im Gas zu etablieren - Wasserstoff 78%, Helium 22%. Vor einer Million Jahren begann die Temperatur im Universum auf 3000-45000 K zu sinken, die Ära der Rekombination begann. Ehemals freie Elektronen begannen sich mit leichten Protonen zu verbinden und Atomkerne. Heliumatome, Wasserstoffatome und eine kleine Anzahl von Lithiumatomen begannen aufzutauchen. Die Substanz wurde durchsichtig und die noch zu beobachtende Strahlung löste sich von ihr.
Die nächsten Milliarden Jahre der Existenz des Universums waren durch einen Temperaturabfall von 3000-45000 K auf 300 K gekennzeichnet. Wissenschaftler nannten diese Periode für das Universum das "dunkle Zeitalter", da noch keine Quellen elektromagnetischer Strahlung vorhanden waren erschien. Im gleichen Zeitraum wurden die Inhomogenitäten der anfänglichen Gasgemische aufgrund der Wirkung von kondensiert Gravitationskräfte. Nachdem die Astronomen diese Prozesse am Computer simuliert hatten, sahen sie, dass dies unumkehrbar zum Erscheinen riesiger Sterne führte, die die Masse der Sonne um das Millionenfache überstiegen. Aufgrund ihrer großen Masse wurden diese Sterne auf unvorstellbar hohe Temperaturen erhitzt und entwickelten sich über einen Zeitraum von mehreren zehn Millionen Jahren, bevor sie als Supernovae explodierten. Durch das Aufheizen auf hohe Temperaturen erzeugten die Oberflächen solcher Sterne starke Flüsse ultravioletter Strahlung. Damit begann eine Zeit der Reionisierung. Das durch solche Phänomene entstandene Plasma begann elektromagnetische Strahlung in ihren kurzwelligen Spektralbereichen stark zu streuen. In gewisser Weise begann das Universum in einen dichten Nebel zu versinken.
Diese riesigen Sterne wurden die ersten Quellen im Universum von chemischen Elementen, die viel schwerer als Lithium sind. Es begannen sich Weltraumobjekte der 2. Generation zu bilden, die die Kerne dieser Atome enthielten. Diese Sterne begannen sich aus Gemischen schwerer Atome zu bilden. Es fand eine wiederholte Art der Rekombination der meisten Atome intergalaktischer und interstellarer Gase statt, was wiederum zu einer neuen Transparenz des Raums für elektromagnetische Strahlung führte. Das Universum ist genau das geworden, was wir jetzt beobachten können.
Die beobachtete Struktur des Universums auf der Portalseite
Der beobachtete Teil ist räumlich inhomogen. Die meisten Galaxienhaufen und einzelne Galaxien bilden ihre Zell- oder Wabenstruktur. Sie bauen Zellwände auf, die ein paar Megaparsec dick sind. Diese Zellen werden "Leerstellen" genannt. Sie zeichnen sich durch eine große Größe von mehreren zehn Megaparsec aus und enthalten gleichzeitig keine Substanz mit elektromagnetischer Strahlung. Etwa 50 % des Gesamtvolumens des Universums entfällt auf den Anteil der „Voids“.
Anweisung
„Der Abgrund hat sich geöffnet, voller Sterne; Es gibt keine Sterne, der Abgrund ist der Grund “, schrieb der brillante Russe in einem seiner Gedichte. Wissenschaftler Michail Wassiljewitsch Lomonossow. Dies ist die poetische Aussage über die Unendlichkeit des Universums.
Das Alter der "Existenz" des beobachtbaren Universums beträgt etwa 13,7 Milliarden Erdjahre. Das Licht, das von fernen Galaxien „vom Rand der Welt“ kommt, braucht mehr als 14 Milliarden Jahre, um die Erde zu erreichen. Es stellt sich heraus, dass die diametralen Abmessungen des Universums berechnet werden können, wenn ungefähr 13,7 mit zwei multipliziert werden, dh 27,4 Milliarden Lichtjahre. Die radiale Größe des sphärischen Modells beträgt ungefähr 78 Milliarden Lichtjahre und der Durchmesser 156 Milliarden Lichtjahre. Dies ist einer von letzte Version Amerikanische Wissenschaftler, das Ergebnis langjähriger astronomischer Beobachtungen und Berechnungen.
Es gibt 170 Milliarden Galaxien im beobachtbaren Universum wie dem unseren. Unsere befindet sich sozusagen im Zentrum einer riesigen Kugel. Reliktlicht ist von den entferntesten Weltraumobjekten sichtbar - aus Sicht der Menschheit fantastisch alt. Wenn Sie sehr tief in das Raum-Zeit-System eintauchen, können Sie die Jugend des Planeten Erde sehen.
Es gibt eine endliche Altersgrenze für leuchtende Weltraumobjekte, die von der Erde aus beobachtet werden. Nach Berechnung der Altersgrenze, Kenntnis der Zeit, die das Licht brauchte, um die Strecke von ihnen bis zur Erdoberfläche zurückzulegen, und Kenntnis der Konstante, der Lichtgeschwindigkeit, unter Verwendung der Formel S = Vxt (Weg = Geschwindigkeit mal Zeit) bekannt Von der Schule an bestimmten Wissenschaftler die wahrscheinlichen Dimensionen des beobachtbaren Universums.
Die Darstellung des Universums in Form einer dreidimensionalen Kugel ist nicht die einzige Möglichkeit, ein Modell des Universums zu erstellen. Es gibt Hypothesen, die darauf hindeuten, dass das Universum nicht drei, sondern unendlich viele Dimensionen hat. Es gibt Versionen, aus denen es wie eine Nistpuppe besteht eine unendliche Zahl Kugelgebilde, die ineinander verschachtelt und voneinander getrennt sind.
Es wird angenommen, dass das Universum nach verschiedenen Kriterien und verschiedenen Koordinatenachsen unerschöpflich ist. Die Leute betrachteten die "Korpuskel" als das kleinste Teilchen der Materie, dann das "Molekül", dann das "Atom", dann "Protonen und Elektronen", dann begannen sie darüber zu sprechen Elementarteilchen, die sich als gar nicht elementar herausstellte, über Quanten, Neutrinos und Quarks ... Und niemand kann garantieren, dass sich nicht im nächsten Supermikro-Materieteilchen ein anderes Universum befindet. Und umgekehrt - was sichtbares Universum stellt nicht nur ein Mikroteilchen der Materie des Super-Mega-Universums dar, dessen Dimensionen sich niemand auch nur vorstellen und berechnen kann, so groß sind sie.
