В частности, наблюдения за реликтовым излучением при помощи «Планка» и BICEP указывают на то, что размеры обозримой Вселенной составляют порядка 46 млрд световых лет.
Наблюдаемая вселенная - Observable universe
| «Верно ли, что вселенная имеет размер 13,8 миллиардов световых лет?» — Яндекс Кью | Размер нашей галактики, Млечного Пути, составляет приблизительно 100 тысяч световых лет, что является достаточно средним показателем среди всех спиральных галактик. |
| Размеры Вселенной | 3 Какого размера Вселенная? 4 Сколько лет Вселенной? |
Сравнение размеров Вселенной 3D
Плоская Вселенная: В этой модели Вселенная имеет плоскую геометрию, а её размеры могут быть ограниченными, но опять-таки без определённых границ. В целом, сегодня «границу» наблюдаемой Вселенной можно установить на отметке в 13,8 миллиарда световых лет. Впрочем, это не значит, что Вселенная на этом обрывается. Просто-напросто дальше мы пока заглянуть не способны. Панорама нашей галактики Млечный Путь и соседних галактик от Gaia. Карты показывают общую яркость и цвет звёзд вверху , общую плотность звёзд посередине и межзвёздную пыль, заполняющую Галактику внизу. Время, за которое фотоны от этой сферы успевают до нас долететь, равны возрасту Вселенной.
Из-за этого мы и не способны увидеть объекты, находящиеся дальше этой сферы, даже если они и существуют. Даже при использовании скорости света как предельной космической , существует фундаментальный предел, насколько далеко мы можем заглянуть назад во времени. Однако это позволит лишь приблизиться к краю Вселенной. Однако есть загвоздка в том, чтобы физически оказаться на границе Вселенной, а не только её увидеть. И снова всё упирается в расширение Вселенной и невероятно огромные расстояния. Долететь до самой удалённой от нас части Вселенной невозможно, даже если двигаться со скоростью света, поскольку получается, что объекты, которые находятся далеко друг от друга, продолжают увеличивать расстояние между собой с огромной скоростью.
Итак, если с пределом Вселенной определились, то возникает закономерный вопрос: а что там может быть, в случае если это действительно предел-предел, граница, конец?
Центр этого образования находится в 820 миллионах световых лет от нас. По структуре это что-то вроде кольца из галактик, расположенного вокруг войда Волопаса — огромной пустоты диаметром в сотни миллионов световых лет. До сих пор полной и детальной трехмерной карты этого региона не было, что и не позволяло астрономам заметить само существование такой структуры. Исходя из размеров этого образования, расчетная скорость расширения Вселенной в нашу эпоху должна быть примерно 76,9 километра в секунду на мегапарсек один мегапарсек — 3,26 миллиона световых лет.
Значит, любой кусок пространства длиной в 3,26 миллиона световых лет сейчас удлиняется примерно на 76,9 километра каждую секунду. По одним оценкам, опирающимся на процессы в местной части Вселенной, скорость расширения — от 69,8 до 73,1 километра в секунду на мегапарсек.
Если бы расширяющаяся Вселенная была наполнена только одним из этих трёх типов энергии, и вы задали бы вопрос, как далеко находится объект, свет от которого только сейчас дошёл до нас, вы получили бы три разных ответа. Потому, что плотность энергии в любой момент истории определяет историю расширения Вселенной, и излучение, материя и присущая пространству энергия эволюционируют по-разному! И вот вам итоговый результат для Вселенной возрастом 13,8 миллиарда лет: Если бы Вселенная была наполнена лишь излучением, объект, чей свет только сейчас дошёл бы до нас после путешествия длительностью в 13,8 млрд лет, находился бы на расстоянии 27,6 млрд световых лет от нас. Если бы Вселенная была наполнена лишь материей, объект, чей свет только сейчас дошёл бы до нас после путешествия длительностью в 13,8 млрд лет, находился бы на расстоянии 41,4 млрд световых лет от нас. Если бы Вселенная была наполнена лишь тёмной энергией, никакой свет до нас бы вообще не дошёл, поскольку расширение было бы экспоненциальным и по прошествии такого времени мы бы просто ничего не увидели. Но ни один из этих примеров не соответствует реальной Вселенной, в которой перемешаны эти энергии и эта смесь меняется со временем. На ранних стадиях Вселенной в первые несколько тысяч лет доминировало излучение, преимущественно в виде фотонов и нейтрино. Потом случился фазовый переход и материя нормальная и тёмная стала преобладающей компонентой на миллиарды лет.
И совсем недавно, уже после формирования Солнечной системы и Земли, тёмная энергия стала доминантой. Поскольку тёмная энергия не была и не будет единственным источником энергии Вселенной, мы никогда не окажемся в ситуации, в которой свет до нас не дойдёт. Но её достаточно, чтобы раздвинуть границы Вселенной дальше, чем в варианте с одной только материей: до 46,1 миллиарда световых лет. Это контринтуитивно, но нужно помнить: 13,8 миллиарда лет назад вся наблюдаемая Вселенная была меньше, чем наша сегодняшняя Солнечная система! Расширение Вселенной началось очень быстро и со временем замедлялось. Оно продолжает замедляться, но оно асимптотически стремится не к нулю, а к конечной, хотя и большой, величине. Это означает, что свет от очень удалённого объекта, унесённого расширением Вселенной больше, чем на 40 млрд световых лет от нас, может дойти до нас сегодня, совершив по Вселенной путешествие, сравнимое со всей историей её существования.
По современным космологическим представлениям Вселенная имеет конечные размеры, при этом пространство в ней может быть замкнуто таким образом, что свет, пробежав её всю — возвращается к точке старта, наподобие луча, обегающего комнату, полную зеркал. Если это было бы так, а Вселенная одновременно была бы в возрасте всего 4 миллиарда лет, то мы, создав достаточно сильный телескоп, смогли бы разглядеть на другом конце Вселенной свою собственную Землю, только молодую, едва-едва родившуюся. Но Вселенная намного старше , ей 14,7 миллиардов лет. И впрямую обнаружить этот возврат лучей «по кругу» нереально. Однако эффект можно обнаружить косвенно, по особенностям микроволнового фона.
Что находится за пределами нашей Вселенной: 5 теорий
| Что мы знаем о космосе? | Согласно современным представлениям, размер наблюдаемой Вселенной составляет примерно 45,7миллиардовсветовыхлет (или 14,6 гигапарсек). |
| Размер Вселенной | Поскольку вселенная расширялась в течение 13,8 миллиардов лет, сопутствующее расстояние (радиус) сейчас составляет около 46,6 миллиардов световых лет. |
| Размер Вселенной - минимум 156 миллиардов световых лет | 156 миллиардов световых лет. |
Сколько лет Вселенной?
Способность «Fermi» обнаруживать гамма-лучи в широком диапазоне энергий делает его уникальным для картирования космического тумана. Однако очень яркие объекты Солнечной системы делали это непреодолимо сложным. Наша техника нечувствительна к ближайшему свету и, таким образом, справилась с этими трудностями», — добавил Абхишек Десаи, соавтор исследования из Университета Клемсона. Образование звезд, которое происходит при коллапсе плотных областей молекулярных облаков, достигло своего пика около 11 миллиардов лет назад.
Но хотя рождение новых светил с тех пор замедлилось, оно никогда не прекращалось. Это двигатель Вселенной. Без эволюции звезд у нас не было бы фундаментальных элементов, необходимых для существования жизни», — сказал Дитер Хартманн, член научной команды из Университета Клемсона.
Самые первые звезды во Вселенной в представлении художника. Credit: N. Fuller, National Science Foundation Понимание звездообразования также имеет последствия для других областей астрономии, включая исследования космической пыли, эволюции галактик и темной материи.
Эти значения предельны для применения существующих идей. Они появляются благодаря соотношению гравитационной постоянной, скорости света, постоянных Больцмана и Планка и именуются как «планковские». Момент 10-36 секунды относят к модели «горячей Вселенной». В период с 1-3 по 100-120 секунд образовались ядра гелия и небольшое количество ядер остальных легких химических элементов. До одного миллиона лет температура во Вселенной начала понижаться до 3000-45000 К, началась эра рекомбинации.
Прежде свободные электроны начали объединяться с легкими протонами и атомными ядрами. Начали появляться атомы гелия, водорода и малое количество атомов лития. Стало прозрачным вещество, а излучение, которое наблюдается до сих пор, отсоединилось от него. Следующий миллиард лет существования Вселенной отметился понижением температуры от 3000-45000 К до показателя в 300 К. Этот период для Вселенной ученые назвали «Темным возрастом» из-за того, что еще не появилось никаких источников электромагнитного излучения.
В этот же период неоднородности смеси первоначальных газов уплотнялись благодаря воздействию гравитационных сил. Смоделировав на компьютере эти процессы, астрономы увидели, что это необратимо приводило к появлению звезд-гигантов, превышающих массу Солнца в миллионы раз. По причине такой большой массы эти звезды нагревались до немыслимо высоких температур и эволюционировали за период десятков миллионов лет, после чего они взрывались как сверхновые. Нагреваясь до больших температур, поверхности таких звезд создавали сильные потоки ультрафиолетового излучения. Таким образом, наступил период переионизации.
Плазма, которая образовалась в результате таких явлений, начинала сильно рассеивать электромагнитное излучение в его спектральных коротковолновых диапазонах. В некотором смысле Вселенная начала погружаться в густой туман. Эти огромные звезды стали первыми во Вселенной источниками химических элементов, которые намного тяжелее за литий. Начали формироваться космические объекты 2-го поколения, в которых содержались ядра этих атомов. Эти звезды начали создаваться из смесей тяжелых атомов.
Произошла повторного типа рекомбинация большей части атомов межгалактического и межзвездного газов, что, в свою очередь, привело к новой прозрачности пространства для электромагнитного излучения. Вселенная стала именно такой, которую мы можем наблюдать сейчас. Наблюдаемая структура Вселенной на портале Kvant.
Одно объяснение заключается в том, что эти галактики содержат гораздо больше тёмной материи, чем ожидалось, а другая теория предполагает, что в них может находиться больше звёзд малой массы, чем в молодых галактиках. Но для выяснения истинной причины учёным требуются дополнительные наблюдения и работа над ними. До сих пор, самым дальним обнаруженным объектом было кольцо на расстоянии около 14,7 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.
Теперь астрофизики всего мира ждут, что добавит к знаниям о галактике NGC 6872 космический телескоп «Джеймс Уэбб», когда его направят на этого галактического гиганта. Вечерний 3DNews Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы. Две минуты на чтение — и вы в курсе главных событий. Материалы по теме.
ВИДИМ ЛИ МЫ ВСЕЛЕННУЮ?
Как это возможно? Природа требует, чтобы мы не превышали скорость света. Всё остальноё опционально. Быстро выяснилось, что эти объекты — галактики, похожие на наш Млечный путь, находящиеся в тысячах световых лет от нас. Кроме того, большая их часть двигается по направлению от нас. Что ещё более интересно, так это то, что чем дальше от нас галактика, тем в среднем она быстрее удаляется.
Всего через несколько лет были открыты и механизм и закон, управляющие этим явлением. С законом сложностей не было: вы измеряете скорость движения галактики, исходя из спектрального сдвига и прикидываете расстояние до неё при помощи различных методов, включая стандартные свечи. В итоге — хотя у вас останутся погрешности — вы получите данные об удалении галактик и о скорости их убегания. Взаимосвязь между двумя этими параметрами известна, как закон Хаббла и он определяет, как удалённые галактики двигаются относительно нас. Механизм происходящего явления оказался более интересным.
Существует сильное искушение предположить, что причина наблюдаемого явления — более удалённые объекты удаляются быстрее — находится в некоем взрыве, случившемся в прошлом. Если бы это было так, то галактики, получившие меньше «начальной энергии взрыва» были бы ближе друг к другу и разлетались бы друг от друга медленнее, а галактики, удалённые от нас, получили бы больше энергии, чтобы разлетаться с такой большой скоростью. Если бы это было так, то мы бы находились очень близко от центра взрыва, и плотность галактик рядом с нами была бы гораздо выше, чем далеко от нас. В этом случае пространство было бы статичным — типа фиксированной трёхмерной решётки.
В тот исторический момент NGC z13 находилась в 13,48 миллиардах световых лет от нас.
Но чтобы понять, где она находится сейчас, учитывая расширение Вселенной, мы должны внести корректировки. Эти вычисления приводят к удивительному числу: современное расстояние до NGC z13 составляет 33,3 миллиарда световых лет. Это отличается от "расстояния пробега света", которое базируется на времени, необходимом свету, чтобы достичь нас. Понимая эти два различных способа измерения, мы можем глубже проникнуть в понимание не только размеров Вселенной, но и ее динамичной природы. В изучении космических пространств астрофизики часто опираются на феномен красного смещения.
Этот метод позволяет им с высокой степенью уверенности определить расстояния до наиболее удаленных объектов Вселенной. Ключевым показателем здесь выступает индекс красного смещения, который, будучи единственной переменной, рассеивает всякую неопределенность относительно расстояния до далеких астрономических тел. Однако важно понимать, что расчет реального расстояния на основе красного смещения может варьироваться в зависимости от принятых значений темпа расширения Вселенной, поскольку научное сообщество до сих пор не пришло к единому мнению относительно скорости этого расширения — этот факт и стал основой для так называемого кризиса в космологии. Так, если взять за пример галактику GS z13, мы можем оценить диаметр наблюдаемой Вселенной в прошлом как 27,6 миллиарда световых лет. Однако, учитывая непрерывное расширение пространства, сопутствующий диаметр Вселенной растягивается до внушительных 93 миллиардов световых лет.
Следует заметить, что эти расчеты касаются лишь наблюдаемой части Вселенной, в пределах которой свету хватило времени, чтобы достичь Земли за 13,8 миллиардов лет существования космоса. Тем не менее, существуют области, лежащие за пределами наблюдаемого, о которых нам ничего не известно, поскольку свет оттуда еще не успел добраться до нас.
Многие могут возразить, что по Теории относительности ничто не может двигаться быстрее скорости света. Ученые не видят противоречий в данном обстоятельстве, расширяться быстрее скорости света может пространство, при этом расположенные в этом пространстве объекты, как и прежде, будут иметь досветовые скорости. Выходит, что какая-то часть Вселенной убегает от нас быстрее, чем нас достигает ее собственное световое излучение, то есть мы никогда не сможет ее увидеть.
Отсюда следует, что во Вселенной есть граница, которая делит ее на видимую и невидимую часть, эту границу называют Сферой Хаббла. Принимая во внимание последние факты, в суть определения Вселенной следует внести некоторые коррективы. Пространство, расположенной до Сферы Хаббла и все имеющиеся в нем объекты, которые можно обнаружить при помощи инфракрасного телескопа, ранее называлось Вселенной, теперь его называют Метагалактикой.
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. Великая стена Слоуна была впервые обнаружена в 2003 году. Гигантская группа галактик, простирающаяся на 1,4 миллиарда световых лет, носила титул крупнейшей структуры во Вселенной до 2013 года. Располагается она приблизительно на расстоянии 1,2 миллиарда световых лет от Земли. Квазары - ядра активных галактик, в центре которых как предполагают современные ученые находится сверхмассивная черная дыра, выбрасывающая наружу часть захватываемой материи в виде яркой струи материи, что приводит к сверхмощному излучению. В настоящее время третьей по величине структурой во Вселенной является Huge-LQG - кластер из 73 квазаров а соответственно и галактик , удаленный от Земли на расстояние в 8,73 миллиарда световых лет. Размеры Huge-LQG составляют 4 миллиарда световых лет. Гигантское кольцо из гамма-всплесков Гигантское кольцо из гамма-всплесков. Венгерские астрономы обнаружили на расстоянии 7 миллиардов световых лет от Земли одну из крупнейших структуру во Вселенной - гигантское кольцо, образованное вспышками гамма-излучения. Гамма-всплески являются самыми яркими объектами во Вселенной, поскольку высвобождают всего за несколько секунд столько энергии, сколько Солнце дает за 10 миллиардов лет. Диаметр обнаруженного кольца составляет 5 миллиардов световых лет. В настоящее время крупнейшей структурой во Вселенной является суперструктура из галактик, получившая название "Великая стена Геркулес-Северная Корона".
Наблюдаемая Вселенная
Её размеры — примерно 14 миллиардов световых лет. это единица длины, которую свет проходит за один год, равная чуть меньше 10 триллионам километров. 3 Какого размера Вселенная? 4 Сколько лет Вселенной? Согласно современным представлениям, размер наблюдаемой Вселенной составляет примерно 45,7 миллиардов световых лет (или 14,6 гигапарсек). Однако точные размеры видимой части Вселенной установить очень трудно из-за ее постоянно ускоряющегося расширения. Международная группа астрономов обнаружила самую далекую галактику в истории под названием HD1, которая находится примерно в 13,5 миллиардах световых лет от Земли, согласно данным Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, сообщает UPI.
Почему телескоп — это машина времени
- Войти на сайт
- Что такое Вселенная?
- Ученые НАСА обнаружили доказательства возможной жизни на планете в 120 световых лет от Земли
- NASA показало крупнейшую из известных спиральных галактик во Вселенной
- Насколько масштабна Вселенная? - physħ
Мир за пределами Млечного Пути: как Эдвин Хаббл «раздвинул» границы Вселенной
Сегодня наша обозримая Вселенная простирается на примерно 46,1 млрд световых лет во всех направлениях с нашей точки зрения. Размер наблюдаемой Вселенной составляет примерно 45,7 миллиардов световых лет,а это 4,324×10^26 м. По современным космологическим представлениям Вселенная имеет конечные размеры, при этом пространство в ней может быть замкнуто таким образом, что свет, пробежав её всю — возвращается к точке старта, наподобие луча, обегающего комнату, полную зеркал. Ученые приняли во внимание фак ускорения расширения Вселенной и подсчитали, что ее размеры на данный момент составляют 93 млрд световых лет. Это значит, что на один мегапарсек (3,3 млн световых лет или три миллиарда триллионов километров) Вселенная галактики удаляются друг от друга со скоростью 73 км/с. Это значит, что размер видимой Вселенной исчисляется 90 миллиардами световых лет.
Где край у Вселенной? Астроном отвечает на наивные вопросы о космосе
По словам ученого, потребуются дополнительные исследования, и он чувствует "ответственность за то, чтобы сделать это правильно, если мы делаем такое большое заявление". Космический телескоп Джеймса Уэбба оценивает далекие планеты, анализируя свет, проходящий через их атмосферу и содержащий химические признаки молекул.
К такому выводу пришли ученые, проведя новые расчеты движения световых частиц в космосе.
Как известно, возраст нашей Вселенной составляет 13,7 миллиардов лет. Но в действительности с самого начала, со времен Большого Взрыва, Вселенная продолжает непрерывно расширяться.
Мы просто видим галактику такой, какой она была миллиард лет назад, но с тех пор она преодолела огромное расстояние.
Когда астрономы учитывают расширение пространства, они приходят к выводу, что предполагаемый размер Вселенной составляет около 93 миллиарда световых лет. Чтобы упростить вещи, лучший способ думать о расстоянии — рассматривать его как то, как далеко назад во времени мы можем заглянуть. Другими словами, насколько близко мы можем увидеть Большой Взрыв?
Хотя «Хаббл» меньше, чем некоторые наземные обсерватории, он может видеть Вселенную гораздо более детально благодаря тому, что находится в космосе, где ему не приходится иметь дело с какими-либо атмосферными искажениями. И хотя он уже не самый мощный телескоп, Хаббл все еще может видеть Вселенную такой, какой она была всего через 500 миллионов лет после Большого взрыва. Сейчас JWST является самым мощным телескопом из когда-либо построенных, и он может видеть Вселенную такой, какой она была всего через 200 миллионов лет после Большого взрыва.
Это означает, что Уэбб может собрать воедино дополнительные 300 миллионов лет космической истории по сравнению с Хабблом.
Мы действительно не знаем», — сказала Кинни. Но, рассчитав размер этого маленькой части, ученые могут предположить, что находится за ее пределами. Ученые знают, что Вселенной 13,8 миллиарда лет. Это означает, что объект, свет которого потратил 13,8 миллиардов лет, должен быть самым дальним объектом, который мы можем видеть. У вас может возникнуть соблазн думать, что это дает нам простой ответ для размера вселенной: 13,8 миллиардов световых лет. Но имейте в виду, что Вселенная также постоянно расширяется с нарастающей скоростью. За то время, которое свет потратил на нас, ее край сдвинулся. К счастью, ученые знают, насколько далеко он продвинулся: 46,5 миллиардов световых лет, основываясь на расчетах расширения Вселенной после Большого взрыва.
Некоторые ученые использовали это число, чтобы попытаться вычислить, что находится за пределами того, что мы можем видеть. Исходя из предположения, что Вселенная имеет изогнутую форму, астрономы могут взглянуть на закономерности, которые мы видим в наблюдаемой Вселенной, и использовать модели, чтобы оценить, насколько дальше расширяется остальная часть Вселенной. Одно исследование показало, что реальная Вселенная может быть как минимум в 250 раз больше 46,5 миллиардов световых лет, которые мы можем реально увидеть.
Видимая Вселенная
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. Узнайте размеры Вселенной: как измерить пространство, описание процесса расширения, использование красного смещения, движение света, роль инфляции. По современным космологическим представлениям Вселенная имеет конечные размеры, при этом пространство в ней может быть замкнуто таким образом, что свет, пробежав её всю — возвращается к точке старта, наподобие луча, обегающего комнату, полную зеркал. Мысли о гигантском размере Вселенной многих пугают. Мы знаем, что видимая Вселенная протянулась на десятки миллиардов световых лет. И размер вселенной из-за непостоянства её пространства-времени зависит от того, какое определение расстояния принять.
Учёные полагают, что Оумуамуа отправили к нам инопланетяне
- Хаббл и Джеймс Уэбб
- Телескоп James Webb сделал "самое глубокое" изображение Вселенной.
- Почему телескоп — это машина времени
- Пузырь в миллиард световых лет поставил под вопрос скорость расширения Вселенной