Galaxy Galaxy կլաստերի LCDCS-0829, ինչպես նկատում է Hubble տիեզերական աստղադիտակը: Այս գալակտիկական կլաստերը արագորեն հեռանում է մեզանից, և ընդամենը մի քանի միլիարդ տարի հետո կդառնա անհասանելի, նույնիսկ լույսի արագությամբ: Պատկերային վարկ. ESA / Hubble & NASA:

Ինչպե՞ս հասկացանք տիեզերական անդունդը:

Մեծ, մութ անծանոթի մեջ նայելը առեղծված էր հազարավոր տարիների ընթացքում: Ոչ երկար!

«Գիտությունը չի կարող աստվածաբանությանը պատմել, թե ինչպես կարելի է կառուցել ստեղծագործության վարդապետություն, բայց դուք չեք կարող կառուցել վարդապետության ստեղծում ՝ առանց հաշվի առնելու տիեզերքի դարաշրջանը և տիեզերական պատմության էվոլյուցիոն բնույթը»: -Jոն Պոլկինգհորն

Գիշերային երկնքին նայելը հարց է առաջացնում, որ ցանկացած խելացի, հետաքրքրասեր մարդ կարող է զարմանալ.

  • Որո՞նք են երկնքում լույսի այդ կետերը:
  • Արդյո՞ք կան մեր արևի նման այլ Արևներ, և եթե այո, ապա նրանք ունեն այնպիսի մոլորակներ, ինչպիսին մենք ենք անում:
  • Որքա՞ն հեռու են աստղերը, և որքան ժամանակ են նրանք ապրում:
  • Ի՞նչ է թաքնված մեր Կաթնային ճանապարհից:
  • Ինչ է թվում ամբողջ Տիեզերքը:
  • Եվ ինչպե՞ս եղավ, որ այդպես եղավ:

Հազարամյակներ շարունակ սրանք հարցեր էին բանաստեղծների, փիլիսոփաների և աստվածաբանների համար: Բայց գիտականորեն, մենք ոչ միայն գտել ենք այս բոլոր հարցերի պատասխանները, այլև պատասխանները բարձրացրել են նույնիսկ ավելի մեծ հարցեր, որոնք մենք երբեք չէինք կարող կանխատեսել:

Մեր տիեզերքի պատմության ստանդարտ տիեզերական ժամանակացույցը: Պատկերի վարկ. NASA / CXC / M.Weiss.

Բացառությամբ մեր Արեգակնային համակարգի մի քանի մարմինների, որոնք արտացոլում են մեր Արևի լույսը դեպի մեզ, գիշերային երկնքում փայլող լույսի յուրաքանչյուր կետ աստղ է: Դրանք գալիս են տարբեր գույներով ՝ կարմիրից նարնջագույնից դեղինից սպիտակից մինչև կապույտ, և դրանք տարբեր պայծառությունների են գալիս ՝ ընդամենը 0,1% –ով նույնքան պայծառ, որքան մեր Արևը, բառացիորեն միլիոնավոր անգամներ արևի պայծառությունը: Նրանք այնքան հեռու են, որ թվում են, թե նրանք գտնվում են նույն դիրքում ոչ միայն գիշեր գիշեր, այլև տարեցտարի: Նրանց հեռավորությունները չափելու առաջին իսկ փորձը հիմնված էր մեկ ենթադրության վրա. Եթե աստղերը նույնն էին Արևին, ինչքան պայծառ կլինեին: Ելնելով մեր պատկերացումից, թե ինչպես է պայծառությունը ազդում հեռավորության վրա, գիշերային երկնքի ամենավառ աստղը ՝ Սիրիուսը, գնահատվում էր 0.4 լույսի տարի հեռավորության վրա, հսկայական հեռավորություն: Եթե ​​նրանք իմանային 1600-ական թվականներին, թե քանի անգամ ավելի պայծառ Sirius քան Sun- ը, հեռավորության գնահատումը կկազմեր ավելի քան 10% -ով:

Մեր արևը G կարգի աստղ է: Չնայած ավելի մեծ, պայծառերը ավելի տպավորիչ են, բայց դրանք թիվը շատ ավելի քիչ են: A- դասի աստղ Սիրիուսը 20-25 անգամ ավելի պայծառ է, քան մեր Արևը, բայց O, B և A աստղերը ներկայացնում են գալակտիկայում աստղերի ընդամենը 1% -ը * ընդհանուր *: Պատկերի կրեդիտ. Wikimedia Commons- ի օգտագործող LucasVB:

Այն, որ մյուս աստղերը մեր նման Արեգակներ են, ապացուցված չէր մինչև սպեկտրոսկոպիայի գյուտը, որտեղ մենք կարող էինք լույս հանել անհատական ​​ալիքների երկարությունների վրա և տեսնել այն ատոմների և մոլեկուլների ստորագրությունները: Աստղերի մոտ 90% -ը ավելի փոքր և նուրբ է, քան մեր սեփականը, մոտ 5% -ը `ավելի զանգվածային և պայծառ, իսկ մոտ 5% -ը` արևի նման, իրենց զանգվածով, չափերով և պայծառությամբ: Անցած 25 տարիների ընթացքում մենք հայտնաբերեցինք, որ մոլորակները աստղերի շուրջ նորմ են ՝ հաստատելով ավելի քան 3000 մոլորակ մեր Արեգակնային համակարգից այն կողմ: NASA- ի Kepler տիեզերանավը մեր կողմից երբևէ գործած մոլորակի որոնման ամենամեծ գործիքն է, որը բացահայտում է այն մաքսազերծված մոլորակների 90% -ը, որը մենք այսօր գիտենք:

Կեպլերի 21 մոլորակները, որոնք հայտնաբերվել են իրենց աստղերի բնակելի գոտիներում, Երկրի տրամագծից երկու անգամ ոչ ավելի: (Kepler- ի հետ չհայտնաբերված Proxima b- ն, հաշիվը կբերի 22-ի:) Այս աշխարհի մեծ ուղեծրով կարմիր գաճաճները, որոնք ավելի մոտ են գծապատկերների «հատակին»: Պատկերի վարկ. NASA Ames / N. Բաթալան և Վ. Ստենզելը:

Չափելով, թե ինչպես է աստղը շարժվում մոլորակների ծանրության պատճառով, մենք կարող ենք եզրակացնել դրանց զանգվածների և ուղեծրային շրջանների միջև: Չափելով, թե որքան է աստղի լույսը խտանում նրա դիմաց անցնող մոլորակի պատճառով, մենք կարող ենք չափել ինչպես դրա ժամանակահատվածը, այնպես էլ նրա ֆիզիկական չափը: Մինչ այժմ ավելի քան 20 ժայռոտ, մոտավորապես Երկրագնդի աշխարհներ են գտնվել իրենց աստղերի շուրջ գտնվող «պոտենցիալ բնակելի» գոտիներում, այսինքն ՝ եթե այս աշխարհներն ունենան Երկրի նման մթնոլորտ, ապա նրանք կունենան ճիշտ ջերմաստիճաններ և ճնշումներ հեղուկ ջրի համար: նրանց մակերեսին: Վերջերս, Proxima Centauri- ն, մեր արևի ամենամոտ աստղը, գտնվել է թերևս Երկրագնդի նման մոլորակը, որը գտնվում է դեռևս 4,2 լուսավոր տարի հեռավորության վրա:

Պրոքսիմա Կենտաուրիի նկարչի շնորհումը, ինչպես երևում է աշխարհի «օղակ» մասից, Պրոքսիմա բ. Դա կլինի ավելի քան 3 անգամ տրամագիծը և 10 անգամ այն ​​տարածքը, որը վերցնում է մեր Արևը: Օրվա ընթացքում տեսանելի կլինեն Alpha Centauri A և B (ցուցադրված) տեսանյութերը: Պատկերի վարկ. ESO / M: Կորնմեսեր:

Աստղերի հեռավորությունները ճշգրիտ չափելու համար լավագույն տեխնիկան `ամբողջ տարվա ընթացքում հնարավորինս ճշգրիտ չափել իրենց դիրքերը: Երկրագունդը իր ուղեծրով շարժվելով Արևի շուրջը ՝ վեց ամիս առաջ իր գտնվելու վայրից 300 միլիոն կիլոմետր հեռավորության վրա մնալով, մոտակա աստղերը, ըստ երևույթին, կտեղափոխվեն, նույն կերպ ձեր մատը կփոխվի, եթե դուք այն պահեք ձեռքի երկարության վրա և փակեք մեկը: սկզբում նայեք, ապա բացեք այն և փակեք մյուսը:

GAIA- ի կողմից գործածված զուգահեռ մեթոդը ներառում է մոտակա աստղի դիրքի ակնհայտ փոփոխություն `ավելի հեռավոր, հետին պլանային համեմատությամբ: Պատկերի վարկ. ESA / ATG medialab.

Այս երևույթը, որը հայտնի է որպես զուգահեռ, առաջին անգամ ճշգրտորեն չի չափվել մինչև 19-րդ դարի կեսերը ՝ մեզ հեռավորությունը թողնելով մոտակա աստղերին: Երբ իմանաք, թե որքան հեռու է աստղը և չափում նրա այլ հատկությունները, կարող եք այդ տեղեկատվությունն օգտագործել այլ աստղերի նման, ինչպես դա, և այդպիսով որոշեք, թե որքան հեռու է տիեզերքում ցանկացած բան: Մենք կարող ենք քայլել մոտակա աստղերից դեպի մեր գալակտիկայի բոլոր աստղերը դեպի գալակտիկաների աստղերը մեր սեփականից դեպի ամենահեռավոր գալակտիկ գալակտիկաները:

The Hubble eXtreme Deep Field (XDF), որը բացահայտեց մոտավորապես 50% ավելի գալակտիկա մեկ քառակուսի աստիճանի, քան նախորդ Ուլտրա-խորը դաշտը: Պատկերային վարկ. NASA; ESA; Գ. Illingworth, D. Magee և P. Oesch, Կալիֆոռնիայի համալսարան, Սանտա Կրուզ; Ռ. Բոուենս, Լեյդենի համալսարան; և HUDF09 թիմը:

Սա գործում է այնպես, ինչպես մի սանդուղք, որտեղ դուք քայլում եք առաջին թեքահարթակը և օգտագործում եք այդ քայլը, որպեսզի հասնեք հաջորդ թեքահարթակին, և ամեն անգամ, երբ մի փոքր անցեք ձեր ճանապարհորդության ընթացքում: Եվրոպական տիեզերական գործակալության GAIA արբանյակը, որը գործարկվել է 2013 թ.-ին, նպատակ ունի չափել միլիոնավոր աստղերի զուգահեռ դիրքերը `մեզ տալով ամենաապահով« առաջին ռինգը »բոլոր ժամանակների տիեզերական հեռավորության սանդուղքում:

Աստղային խտության քարտեզ Ծիր Կաթին և շրջակա երկնքում, որը հստակ ցույց է տալիս Կաթնային ճանապարհը, մեծ և փոքր մագելանյան ամպերը, և եթե ավելի ուշադիր նայեք, NGC 104 դեպի SMC- ի ձախ կողմում, NGC 6205- ը փոքր-ինչ վերևում և ձախից գալակտիկական միջուկը, և NGC 7078 մի փոքր ներքևում: Պատկերի վարկ. ESA / GAIA:

Աստղերն այրվում են իրենց վառելիքի միջով այնպես, ինչպես Արևն է անում. Ջրածինը ջրածնի մեջ հելիում վերածելով: Միջուկային միաձուլման այս գործընթացը հսկայական էներգիա է արտանետում Էյնշտեյնի E = mc ^ 2-ով, քանի որ չորս ջրածնի միջուկներից ստացվող յուրաքանչյուր հելիումի կորիզ 0,7% -ով ավելի թեթև է, քան ձեր սկսածը: Մեր Արևի 4,5 միլիարդ տարվա պատմության ընթացքում այն ​​կորցրել է մոտավորապես Սատուրնի զանգվածը իր կայացման փայլը կատարելու գործընթացում: Բայց ինչ-որ պահի Արևն ու տիեզերքի յուրաքանչյուր աստղ կսպառեն իր միջուկի վառելիքից:

Արեգակի անատոմիան, ներառյալ ներքին միջուկը, որը միակ տեղն է, որտեղ տեղի է ունենում միաձուլում: Պատկերային վարկ. NASA / Jenny Mottar.

Երբ դա տեղի ունենա, այն կընդլայնվի և կվերածվի կարմիր հսկայի ՝ հելիումը միացնելով ածխածնի: Նույնիսկ ավելի զանգվածային աստղերը կմիացնեն ածխածինը թթվածնի, թթվածնի մեջ սիլիցիումի, ծծմբի և մագնեզիումի, իսկ ամենազանգվածային աստղերը սիլիկոնն են միացնելու երկաթի, կոբալտի և նիկելի մեջ: Մեր Արևի պես աստղերը մեղմորեն կմահանան ՝ իրենց արտաքին շերտերը փչելով մոլորակային միգամածության մեջ, մինչդեռ ամենազանգվածային աստղերը կմահանան աղետալի գերծանրքաշային պայթյունի հետևանքով, և երկուսն էլ վերամշակելով ծանր տարրերը, որոնք ձևավորվել են մեջտեղում ՝ միջաստղային միջոցի մեջ:

Մեր Արևը կունենա շուրջ 12 միլիարդ տարի ընդհանուր կյանք, մինչդեռ ամենացածր զանգվածային աստղերը (մեր Արևի զանգվածի մոտ 8% -ը) իրենց վառելիքի միջով ամենից դանդաղ կայրվեն ՝ ապրելով ավելի քան 10 տրիլիոն տարի: տիեզերքի ներկա դարաշրջանը: Բայց ամենազանգվածային աստղերն ավելի արագ են վառվում իրենց վառելիքի միջով, ընդ որում որոշ աստղեր միայն մեռնելուց ընդամենը մի քանի միլիոն տարի են ապրում, և իրենց ծանր տարրերը դուրս են մղում Տիեզերք:

Գերակշիռը `N 49 գերտերությունը, որը գտնվել է մեր Կաթնային ուղու շրջանակներում: Պատկերային վարկ. NASA / ESA և The Hubble Heritage Team (STScI / AURA):

Այս ծանր տարրերը, ինչպիսիք են ածխածինը, թթվածինը, ազոտը, ֆոսֆորը, սիլիկոնը, պղինձը և երկաթը ոչ միայն կենսական նշանակություն ունեն կյանքի համար, ինչպես մենք գիտենք, այլև առաջին հերթին ժայռային մոլորակները ստեղծելու համար: Դա պահանջում է մի քանի սերունդների աստղեր, որոնք ապրում են, վառվում են իրենց վառելիքի միջով, մեռնում և վերամշակվում են այդ բաղադրիչները նորից տարածություն, որտեղ նրանք օգնում են ստեղծել աստղերի հաջորդ սերունդները ՝ հիմք տալով Երկրի պես մի աշխարհին: Եվ այստեղ, մեր տեսանկյունից, մենք կարողացանք դուրս նայել Տիեզերքին, ոչ միայն տիեզերական մեծ հեռավորությունների վրա, այլև վերադառնալ Տիեզերքի անցյալին:

NGC 7331 գալակտիկան, որն ունի ավելի հեռավոր գալակտիկաներ և ավելի մոտ, առաջին պլան ունեցող աստղերը նույնպես շրջանակի մեջ են: Պատկերի վարկ. Ադամ Բլոկ / Լիմմոն SkyCenter / Արիզոնայի համալսարան:

Այն փաստը, որ լույսի արագությունը պարզ է և կայուն, 299,792,458 մ / վ արագությամբ, չի նշանակում, որ ազդանշաններ ուղարկելու հետաձգում կա շատ մեծ հեռավորությունների վրա: Դա նշանակում է, որ երբ մենք նայում ենք հեռու գտնվող առարկաներին, մենք դրանք տեսնում ենք ոչ այնպես, ինչպես այսօր են, այլ, ինչպես դրանք վերադառնում էին Տիեզերքի հեռավոր անցյալում: Նայեք աստղի վրա ՝ 20 լուսավոր տարի հեռավորության վրա, և այն տեսնում եք այնպես, ինչպես 20 տարի առաջ էր: Նայեք 20 միլիոն լուսային տարի հեռավորության վրա գտնվող մի գալակտիկայի, և այն տեսնում եք 20 միլիոն տարի առաջ:

Գալակտիկաները նման են Կաթնային ճանապարհին, ինչպես նախկինում էին Տիեզերքում: Պատկերային վարկ ՝ NASA, ESA, P. van Dokkum (Յեյլի համալսարան), Ս.Պաթել (Լեյդենի համալսարան) և 3D-HST թիմ:

Մենք կարողացել ենք մինչ օրս հետ նայել, Հաբլի նման հզոր աստղադիտակների շնորհիվ, որ մենք կարողացել ենք տեսնել տիեզերքում գալակտիկաները, քանի որ դրանք միլիարդավոր տարիներ առաջ էին, այն ժամանակ, երբ Տիեզերքը կազմում էր իր ընթացիկ ընդամենը մի քանի տոկոսը Տարիք. Մենք տեսնում ենք, որ անցյալում գալակտիկաները փոքր, քիչ զանգվածային էին, ավելի պայծառ էին ներքին գույնով, ավելի արագ աստղեր էին ձևավորում և ավելի քիչ հարուստ էին այդ ծանր տարրերով, որոնց միջոցով մենք պետք է մոլորակներ կազմենք: Մենք նաև տեսնում ենք, որ ժամանակի ընթացքում այդ գալակտիկաները միաձուլվում են միասին ՝ ավելի մեծ կառույցներ ձևավորելու համար: Մենք կարող ենք այս ամբողջ պատկերը միավորել և պատկերացնել, թե ինչպես է Տիեզերքը զարգացել, որպեսզի հասնի ներկայիս եղանակին:

Ամբողջ Տիեզերքը հսկայական տիեզերական ցանց է, որտեղ գալակտիկաներն ու գալակտիկաների կլաստերները ձևավորվում են այս տիեզերական թելերի խաչմերուկում: Միջինում աստղերից և գալակտիկաներից զերծ հսկայական տիեզերական արձակուրդներ կան, որտեղ խիտ շրջաններում ձգողականությունը այդ նյութը հանեց ՝ այլ նպատակներով օգտագործելու համար: Մենք տեսնում ենք, որ դա տեղի է ունենում մեր տեղական մասշտաբով այսօր, քանի որ տեղի խմբում գալակտիկաները շարժվում են միմյանց ուղղությամբ: Ինչ-որ պահի ՝ ապագայում չորսից յոթ միլիարդ տարի, մեր ամենամոտ խոշոր հարևանը ՝ Անդրոմեդան, կմիավորվի մեր Կաթնային ուղու հետ ՝ ստեղծելով հսկա էլիպսաձև գալակտիկա, որը ստեղծում է Milkdromeda:

Մի շարք լուսանկարներ, որոնք ցույց են տալիս Կաթնային ուղի-Անդրոմեդա միաձուլումը, և թե ինչպես է երկինքը տարբերվում Երկրից, ինչպես դա տեղի է ունենում: Պատկերային վարկ. NASA; Z. Levay and R. van der Marel, STScI; Թ.Հալաս; և Ա.Մելինգերը:

Եվ միևնույն ժամանակ, Տիեզերքը շարունակում է ընդլայնվել ՝ դեպի ավելի սառը, դատարկ, ավելի հեռավոր ճակատագիրը: Մեր տեղական խմբից այն կողմ գալակտիկաները նահանջում են մեր և միմյանցից: Այն իրերը, որոնք ձգողականորեն կապված են միմյանց հետ ՝ մոլորակները, աստղերը, արևային համակարգերը, գալակտիկաները և գալակտիկայի կլաստերը, կմնան իրար հետ այնքան ժամանակ, քանի դեռ աստղերը այրում են մեր Տիեզերքում: Բայց գալակտիկայի յուրաքանչյուր առանձին խումբ կամ կլաստեր կիջնի բոլոր մյուսներից, քանի որ ժամանակն անցնում է Տիեզերքը ավելի սառը և միայնակ:

Տիեզերքի չորս հնարավոր ճակատագրերը, որոնք ունեն միայն նյութ, ճառագայթում, կորություն և տիեզերաբանական կայուն: «Fateակատագիրը» հիմնավորված է ապացույցների կողմից: Պատկերային վարկ. E. Siegel, իր գրքից ՝ Beyond the Galaxy:

Դա նշանակում է, որ եթե մենք վերադառնանք հենց սկզբին և հարցնենք, թե ինչպես է այդ ամենը տեղի ունեցել, մենք ունենք.

  • դիտարժան տիեզերք, որը սկսվեց տաք, խիտ, հիմնականում համազգեստով պետությունից, որը հայտնի է որպես Մեծ պայթյուն;
  • որ սառեցված, հնարավորություն տալով նյութը և հակաթույնը ոչնչացնել ՝ թողնելով մնացորդի միայն մի փոքր քանակություն.
  • որը սառեցվեց, ինչը թույլ տվեց, որ պրոտոններն ու նեյտրոնները միասին խառնվեն հելիում ՝ առանց պայթեցվելու:
  • որ ավելի սառեցվեց ՝ թույլ տալով ստեղծել կայուն, չեզոք ատոմներ.
  • որտեղ գրավիտացիոն թերությունները մեծանում և մեծանում էին, ինչը հանգեցրեց որոշ տարածաշրջաններում գազի կուտակումների, որոնք բավական խիտ էին դարձել առաջին աստղերը ձևավորելու համար.
  • որտեղ առավելագույն աստղերը վառված իրենց վառելիքի միջով մահացան և վերամշակեցին իրենց ավելի ծանր տարրերը միջաստղային միջոցի մեջ.
  • փոքր աստղային կլաստերներն ու գալակտիկաները միաձուլվել և աճել են ՝ առաջացնելով աստղերի ձևավորման նոր ալիքներ.
  • որտեղ միլիարդավոր տարիներ անց նոր աստղեր են ձևավորվում նրանց վրա ժայռոտ մոլորակներով և կյանքի համար անհրաժեշտ բաղադրիչներով.
  • որտեղ նրանց տունը գալակտիկաները վերաճել են պարույր և էլիպսաձև հսկաների, որոնք մենք ունենք այսօր.
  • և որտեղ, Big Bang- ից 9.2 միլիարդ տարի անց, մեկ միլիոնավոր աստղերի կլաստեր ձևավորվում է մեկուսացված պարույրային գալակտիկայում, որտեղ տարրերի 2% -ը այժմ ավելի ծանր է, քան ջրածինը և հելիումը:
  • դրանցից մեկը մեր Արևն է.
  • և որտեղ, լրացուցիչ 4,54 (այս կամ այն) միլիարդ տարի հետո, ստեղծվում է խելացի մի տեսակ, որը կարող է սկսել մեր տիեզերական պատմության կտորները միմյանց դնել ՝ հասկանալով, թե որտեղից ենք մենք առաջին անգամ գալիս:
Գալիլեո Գալիլեայի Բերտինի որմնանկարը, որը ցույց է տալիս Վենետիկի Դոգը, թե ինչպես օգտագործել աստղադիտակը, 1858:

Մենք ավելի շատ բաներ ենք սովորել, և այս բոլոր խնդիրները ուսումնասիրելու ավելի խորություն կա: (Իմ առաջին գիրքը ՝ «Գալակտիկայից այն կողմ», հենց դա է անում): Այո, կան հարցեր, որոնց վրա մենք դեռ աշխատում ենք, ինչպես, օրինակ,, թե ինչպես է ստեղծվել նյութի / հակամետրի ասիմետրիա, ինչպես է ստեղծվել և սկսվել Big Bang- ը, և ինչպես: , ճշգրիտ, Տիեզերքը կհանդիպի իր վերջնական ճակատագրին: Բայց այն հարցերը, թե ինչպիսին է Տիեզերքը, ինչպես է այն ձևավորվել և ինչպես է այն ֆիզիկապես անում, պատասխանել են. Ոչ թե փիլիսոփաների, բանաստեղծների կամ աստվածաբանների, այլ գիտական ​​ջանքերի: Եվ եթե պետք է պատասխանել նոր մեծ հարցերին. Դրանք, որոնք առաջ են քաշում նախորդ մեծ հարցերի պատասխանները, դա կրկին գիտություն կլինի, որը ցույց է տալիս մեզ ճանապարհը:

Այս գրառումը առաջին անգամ հայտնվեց Forbes- ում և մեր Patreon- ի կողմնակիցների կողմից անվճար է բերվում ձեզ: Մեկնաբանեք մեր ֆորումի մասին և գնեք մեր առաջին գիրքը ՝ Beyond the Galaxy!