Наша галактика Млечного Пути достигает в ширину 100 тысяч световых лет. До недавних пор считалось, что предельные размеры осцилляций — около полумиллиарда световых лет.
Размер Вселенной - минимум 156 миллиардов световых лет
Но насколько она большая? Размер Вселенной является одним из фундаментальных вопросов астрофизики. На него невозможно ответить. Но это не мешает ученым пытаться. Галлахер сказал, что чем ближе объект во Вселенной, тем легче измерить его расстояние. Еще проще, все, что нужно сделать ученым, это направить луч света вверх и измерить количество времени, которое требуется, чтобы этот луч отразился от поверхности Луны и вернулся обратно на Землю. Но самые отдаленные объекты в нашей галактике хитрее, сказал Галлахер. В конце концов, для их достижения потребуется очень сильный луч света. И даже если бы у нас были технологические возможности, чтобы отправить свет так далеко, у кого есть тысячи лет, чтобы ждать, пока луч отскочит от отдаленных планет и вернется к нам? У ученых есть несколько хитростей для работы с самыми отдаленными объектами во Вселенной.
Звезды меняют цвет с возрастом, и на основании этого цвета ученые могут оценить, сколько энергии и света испускаются этими звездами.
Это число — не что иное, как диаметр наблюдаемой части Вселенной, определяемый самым удаленным объектом, до которого может достать наш взгляд. Почему именно такое расстояние? Причина кроется в скорости света, составляющей в вакууме 299 792 458 метров в секунду, что в переводе на более привычные единицы составляет приблизительно 1 миллиард километров в час. С учетом возраста Вселенной в 13,8 миллиарда лет, это и есть максимальное расстояние, которое свет мог преодолеть за всю историю существования космоса — следовательно, это и есть наш "горизонт наблюдения". В течение промежутка времени, составляющего 13,8 миллиардов лет, космос предоставил нам множество загадок и открытий. Одним из таких открытий является концепция светового года, которая определяется как расстояние, преодолеваемое светом за год.
Это расстояние равно приблизительно 9,5 триллиона километров. Пользуясь этой мерой, мы можем сказать, что самые отдаленные объекты, которые нам удается разглядеть, находятся на расстоянии 13,8 миллиарда световых лет от нас. Удивительно, но если мы оглянемся вокруг с планеты Земля, то обнаружим, что свет достигает нас из всех направлений на одинаковое максимальное расстояние, создавая сферу наблюдения с диаметром в 27,6 миллиарда световых лет, что часто упрощенно округляется до 28 миллиардов световых лет. Для ответа на этот вопрос необходимо понять, что Вселенная не стоит на месте: она расширяется. В то время как свет от самых отдаленных объектов путешествовал до нас, само пространство, через которое он проходил, увеличивалось в размерах. Это расширение ведет к тому, что свет отдаляющихся галактик растягивается в длину волны, вызывая так называемое красное смещение — феномен, который мы можем наблюдать и измерять, чтобы узнать о скорости и масштабе этого расширения. Все это приводит к поразительному выводу: космос, который мы видим, лишь небольшая часть гораздо большей, постоянно развивающейся вселенной, масштаб и границы которой остаются за пределами нашего текущего понимания.
Учитывая, что возраст Вселенной чаще всего оценивается в 13,7 миллиардов лет, гигантская зеленая капля считается одной из самых древних структур во Вселенной. Сверхскопление Шепли Сверхскопление Шепли. Ученым давно было известно, что наша галактика движется в направлении созвездия Центавра со скоростью 2,2 миллиона километров в час, но причина движения оставалась загадкой. Около 30 лет назад появилась теория, согласно которой Млечный путь притягивает к себе "Великий аттрактор" — объект, гравитация которого достаточно сильная, чтобы притягивать нашу галактику на огромном расстоянии.
В итоге было обнаружено, что наш Млечный путь и вся Местная группа галактик притягивается к так называемому Сверхскоплению Шепли, состоящему из более чем 8000 галактик общей массой в 10 000 раз больше Млечного пути. Как и многие из структур в этом списке, Великая стена CfA2 при обнаружении была признана крупнейшим известным объектом во Вселенной. Объект находится на расстоянии примерно в 200 миллионов световых лет от Земли, а его приблизительные размеры составляют 500 млн световых лет в длину, 300 млн в ширину и 15 млн световых лет в толщину. Точные размеры установить невозможно, поскольку облака пыли и газа Млечного пути закрывают от нас часть Великой стены.
Ланиакея Ланиакея. Галактики, как правило, группируются в кластеры. Те регионы, где кластеры расположены более плотно упакованы и связаны друг с другом силами гравитации, называются сверхскоплениями. Когда-то считалось, что Млечный Путь вместе с Местной группой галактик является частью сверхскопления Девы размером 110 млн световых лет , но новые исследования показали, что наш регион является лишь рукавом намного более огромного суперкластера, названного Ланиакея, размер которого составляет 520 миллионов световых лет.
Великая стена Слоуна Великая стена Слоуна.
Фото: космический телескоп «Хаббл». При этом нет оснований считать, что наблюдаемая Вселенная представляет собой обособленную систему или она чем-либо физически выделена из окружающего её мира. Область, доступная наблюдениям, может быть лишь малой возможно, бесконечно малой частью всей существующей Вселенной. Тем не менее, даже если Вселенная безгранична, размер наблюдаемой Вселенной всегда конечен, и это связано не только с ограниченной возможностью техники наблюдений. В теории расширяющейся Вселенной радиус наблюдаемой части Вселенной ограничен горизонтом частицы , который связан с максимально возможным временем распространения света от далёких источников к наблюдателю. Это время не может превышать время, прошедшее с начала расширения Вселенной, т. Таким образом, по порядку величины радиус горизонта частицы составляет около 1026 м.
С течением времени, по мере расширения Вселенной, этот радиус возрастает.
Астрономы открыли Большое кольцо неба, переворачивающее представления о Вселенной
3 Какого размера Вселенная? 4 Сколько лет Вселенной? Это «космологический принцип» подкрепляется наблюдениями ранней Вселенной и ее реликтовым излучением, найденный спутниками WMAP и Планка. Размер Вселенной составляет минимум 156 миллиардов световых лет. Предположительно возраст Вселенной составляет 13,75 миллиардов лет, а диаметр наблюдаемой Вселенной составляет 28 миллиардов парсек (93 миллиарда световых лет). Размеры галактик измеряются десяткам – сотнями тысяч световых лет, массы составляют от 107 до 1012 масс Солнца (масса Солнца равна около 2∙1030 кг).
Астрономы открыли Большое кольцо неба, переворачивающее представления о Вселенной
До недавних пор считалось, что предельные размеры осцилляций — около полумиллиарда световых лет. Размер Вселенной составляет минимум 156 миллиардов световых лет. Возраст самой Вселенной оценивается примерно в 13,7 миллиардов лет, но из-за её постоянного расширения свет самых древних объектов должен пройти гораздо большее расстояние, чтобы достичь наших телескопов. По их оценкам, возраст Вселенной может составлять 26,7 миллиарда лет — такие данные возможны, если совместить модель Lambda-CDM и теорию усталого света Цвикки, то есть рассматривать красное смещение как гибридное явление. Но Вселенная постоянно расширяется, и расстояние в световых годах до GN-z11 сейчас намного больше — около 32 миллиардов. Человеческие размеры составляют пару метров, а видимая нами Вселенная простирается на 46 миллиардов световых лет во всех направлениях.
Наблюдаемая вселенная - Observable universe
Звезды меняют цвет с возрастом, и на основании этого цвета ученые могут оценить, сколько энергии и света испускаются этими звездами. Две звезды, которые имеют одинаковую энергию и яркость, не будут выглядеть одинаково с Земли, если одна из этих звезд будет намного дальше. Более далекая будет естественно казаться тусклее. Ученые могут сравнить фактическую яркость звезды с тем, что мы видим с Земли, и использовать эту разницу, чтобы вычислить, как далеко звезда находится. Но как насчет абсолютного края Вселенной? Как ученые рассчитывают расстояния до объектов, которые так далеко? Вот где все становится действительно сложно. Помните: чем дальше объект от Земли, тем дольше свет от этого объекта достигает нас. Представьте, что некоторые из этих объектов находятся так далеко, что их свету потребовались миллионы или даже миллиарды лет, чтобы добраться до нас. Теперь представьте, что свету некоторых объектов необходимо столько времени, чтобы совершить это путешествие, что за все миллиарды лет существования Вселенной он все еще не достиг Земли. А что за ней?
Поскольку Вселенная расширяется с большой скоростью, то чем дальше объект находится, тем быстрее он удаляется от нас. Расстояние до объекта со скоростью его удаления связывает постоянная Хаббла — именно этот коэффициент и использовали в качестве ключевого фактора в новом исследовании для определения точного возраста Вселенной. Постоянная Хаббла названа так в честь Эдвина Хаббла , тезки космического телескопа Хаббла, который впервые рассчитал скорость расширения Вселенной в 1929 году. Идея исследования, проведенного учеными из Университета Орегона, состояла в том, чтобы вычислить, сколько времени потребуется всем объектам, чтобы вернуться в начало. Для этого нужно определить, насколько быстро объекты удаляются от нас — тогда можно вычислить момент логического начала этого процесса, Большого взрыва. Одно из новых исследований утверждает, что Вселенная моложе почти на миллиард лет, а прежние расчеты были неточными Исследователи из Университета Орегона нанесли на карту расстояния до десятков других галактик.
Они использовали новый подход, перекалибровав инструмент для измерения расстояний, известный как барионное соотношение Талли-Фишера, которое не зависит от постоянной Хаббла.
Ввиду всех этих проблем астрономы решили прибегнуть к другому методу измерения расстояния — параллаксу. Что такое параллакс? Объясним на простом примере. Закройте сначала один глаз и посмотрите на какой-нибудь объект, а затем закройте другой глаз и посмотрите снова на этот же объект. Заметили небольшое «изменение в положении» объекта? Этот «сдвиг» и называется параллаксом, методом, который используется для определения расстояния в космосе. Метод отлично работает, когда речь идет о звездах, находящихся в относительной близости от нас — примерно в радиусе 100 световых лет. Но когда и этот метод становится малоэффективным, ученые прибегают к другим. Следующий способ определения расстояния носит название «метод главной последовательности».
Он основан на наших знаниях о том, как со временем изменяются звезды определенных размеров. Сначала ученые определяют яркость и цвет звезды, а затем сравнивают показатели с ближайшими звездами, обладающими аналогичными характеристиками, выводя на основе этих данных приблизительное расстояние. Опять же, данный метод весьма ограничен и работает только в случае звезд, принадлежащих нашей галактике, или тех, которые находятся в радиусе 100 000 световых лет. Чтобы заглянуть дальше, астрономы полагаются на метод измерения по цефеидам. Он основан на открытии американского астронома Генриетты Суон Ливитт, которая обнаружила зависимость между периодом изменения блеска и светимостью звезды. Благодаря этому методы многие астрономы смогли высчитать расстояния до звезд не только внутри нашей галактики, но и за ее пределами. В некоторых случаях речь идет о дистанциях в 10 миллионов световых лет. Какого размера Вселенная? И все же к вопросу размеров Вселенной мы пока не приблизились ни на йоту. Поэтому переходим к ультимативному средству измерений, основанному на принципе красного сдвига или красного смещения.
Как видно из их названия, такие неоднородности возникли из-за звуковых волн в первичной плазме ранней Вселенной, в момент ее быстрого расширения. Как только она остыла до уровня, когда основная часть ее материи из плазмы стала нейтральными атомами, такие колебания прекратили распространяться, поскольку исчезла сама плазменная среда, в которой они двигались. Так как волны в первичной плазме распространялись по законам звуковых волн, размер структур, оставленных такими колебаниями, в теории позволяет астрономам понять и степень расширения Вселенной в эпоху после превращения плазмы в нейтральные атомы. До недавних пор считалось, что предельные размеры осцилляций — около полумиллиарда световых лет.
Однако теперь астрономы объявили об обнаружении структур намного большего размера, но идентифицируемых как след барионной акустической осцилляции. Работа об этом опубликована в The Astrophysical Journal.
Космологи открыли свидетельства небольших размеров всей Вселенной
Но он переоценил размеры Галактики (современная оценка диаметра — 100 тыс. световых лет) и был не прав относительно спиральных туманностей. Но Вселенная постоянно расширяется, и расстояние в световых годах до GN-z11 сейчас намного больше — около 32 миллиардов. Каков размер наблюдаемой Вселенной в световых годах? SunPlanets. Размер Вселенной составляет минимум 156 миллиардов световых лет. К такому выводу пришли ученые, проведя новые расчеты движения световых частиц в космосе.
Насколько велика Вселенная? Можно ли вообще ответить на этот вопрос?
Тем не менее, даже если Вселенная безгранична, размер наблюдаемой Вселенной всегда конечен, и это связано не только с ограниченной возможностью техники наблюдений. Сегодня этот край определяется как 15 миллиардов световых лет, но это ещё не значит, что Вселенная там и заканчивается. Большое Кольцо расположено близко к 0 по оси X и охватывает примерно от -650 до +650 по оси X (что эквивалентно 1,3 миллиардам световых лет).