Что мы называем вселенной. Что такое Вселенная

И Солнце всего лишь малозаметная звёздочка. А кроме нашей, известны ещё сотни тысяч других галактик. И все они только крохотные островки в громадном океане, имя которому Вселенная. Вот её уже сравнивать не с чем. Размеры её невозможно представить, потому что ни конца, ни края у неё нет. Ничтожными пылинками затерялись в ней Солнце, галактики и . Но не только размеров не знает Вселенная, у неё нет и возраста. Она не молодая и не старая. Всегда была, никогда не начиналась и никогда не кончится.

Немыслимые расстояния разделяют звёздные миры. А что между ними? Пустота? Вовсе нет. заполняют пылевые и газовые облака, различные излучения.

Вселенная живёт сложной, разнообразной жизнью. И где-то, на неизвестных нам планетах, есть другие разумные существа.

Учёные считают, что из каждого миллиона звёзд по крайней мере у одной есть планета, где возможна жизнь. Это значит, что только в нашей Галактике не меньше 150 тысяч таких миров. Но современные приборы позволили нам заглянуть в невероятную даль - на расстояние в 6 миллиардов . Сколько же планет с мыслящими существами в этой доступной нам части Вселенной? Предполагают, что несколько миллиардов!

Какие они, наши братья по разуму?

Похожи ли на нас? Об этом спорят и учёные, и писатели-фантасты. Вселенная пока хранит свои тайны. Но люди с каждым годом становятся сильнее. Веками они мечтали оторваться от Земли. В сказках их поднимали ковры-самолёты, крылатые кони. Сейчас могучие корабли устремились в космическое пространство, мощные приборы передали нам сведения из глубин Вселенной. Сделан первый, очень трудный шаг на пути к далёким неведомым мирам, на пути, у которого нет конца.

Этот коротенький рассказ о Вселенной тебе дополнит книга П. Клушанцева «О чём рассказал телескоп».

Каких размеров Вселенная?

Для человека просто невозможно представить действительные размеры Вселенной. Мы не толь­ко не знаем, насколько она велика, но нам даже трудно вообразить, насколько она может прости­раться.

Если мы начнем удаляться от Земли, мы пой­мем, почему это так. Земля - это маленькая час­тичка Солнечной системы. В Солнечную систему входят Солнце, планеты, которые вращаются вок­руг Солнца, астероиды, представляющие собой маленькие планеты, и метеоры.

Вся наша Солнечная система в свою очередь является небольшой частью другой большой сис­темы, называемой «галактика». Галактика состоит из миллионов и миллионов звезд, многие из ко­торых значительно больше нашего Солнца и име­ют свои солнечные системы.

Итак, все звезды которые мы наблюдаем в на­шей галактике и которую мы называем «Млечный

Путь», являются «солнцами». Расстояние между ними измеряется в световых годах, а не в кило­метрах. За один год луч света проходит более 11 000 000 000 000 км. Альфа Центавра - самая близкая и яркая звезда - расположена на рассто­янии более 46 000 000 000 000 км от нас.

Но давай представим размеры нашей галакти­ки. Считается, что ее диаметр достигает 100 000 световых лет. Это означает 100 000 раз по 11 000 000 000 000 км. Но наша галактика в свою очередь является малой частью другой, бо­лее крупной системы.

Вне Млечного Пути, вероятно, есть еще мил­лионы галактик. Но, возможно, все они вместе образуют еще более значительную систему.

Вот почему нам трудно представить размеры Вселенной. Кстати, ученые полагают, что Вселен­ная расширяется. Это означает, что расстояние между двумя галактиками за несколько миллиар­дов лет увеличивается в два раза.

Племя бошонго в центральной Африке верит, что издревле была только темнота, вода и великий бог Бумба. Однажды Бумбу так болел, что его вырвало. И так появилось Солнце. Оно высушило часть великого Океана, освободив заточенную под его водами землю. Наконец, Бумбу вырвало луной, звездами, а затем на свет появились некоторые животные. Первым стал леопард, за ним - крокодил, черепаха и, наконец, человек. Сегодня же мы поговорим о том, что такое Вселенная в современном представлении.

Расшифровка понятия

Вселенная - грандиозное, непостижимых размеров пространство, заполненное квазарами, пульсарами, черными дырами, галактиками и материей. Все эти компоненты находятся в постоянном взаимодействии и формируют наше мироздание в том виде, каким мы его себе представляем. Нередко звезды во Вселенной находятся не поодиночке, а в составе грандиозных скоплений. В некоторых из них может быть несколько сотен, а то и тысяч такого рода объектов. Астрономы говорят, что небольшие и средние скопления («лягушачья икра») образовались совсем недавно. А вот шаровидные образования - древние и очень древние, «помнящие» еще первичный космос. Вселенная таких образований содержит много.

Общие сведения о строении

Звезды и планеты образуют галактики. Вопреки распространенному мнению, системы галактик чрезвычайно подвижны и практически все время перемещаются в пространстве. Звезды - также величина непостоянная. Они зарождаются и погибают, превращаясь в пульсары и черные дыры. Наше Солнце - звезда «среднего пошиба». Живут такие (по меркам Вселенной) очень мало, не более 10-15 миллиардов лет. Конечно же, во Вселенной существуют миллиарды светил, по своим параметрам напоминающим наше солнце, и столько же систем, походящих на Солнечную. В частности, поблизости от нас располагается Туманность Андромеды.

Вот что такое Вселенная. Но все далеко не так просто, так как существует грандиозное количество тайн и противоречий, ответов на которые пока что нет.

Некоторые проблемы и противоречия теорий

Мифы древних народов о создании всего сущего, как многие другие до и после них, пытаются ответить на вопросы, которые всех нас интересуют. Почему мы здесь, откуда взялись планеты Вселенной? Откуда мы произошли? Конечно, более-менее внятные ответы мы начинаем получать только сейчас, когда наши технологии достигли определенного прогресса. Впрочем, за всю историю человека нередко встречались те представители людского племени, которые сопротивлялись идее того, что Вселенная вообще имела начало.

Аристотель и Кант

Например, Аристотель, самый известный из греческих философов, полагал, что "происхождение Вселенной" - термин неправильный, так как существовала она всегда. Что-то вечное более совершенно, чем что-то создаваемое. Мотивация для веры в вечность Вселенной была проста: Аристотель не желал признавать существование какого-то божества, которое бы могло ее создать. Разумеется, его противники в полемических спорах как раз-таки приводили пример создания Вселенной как свидетельство существования высшего разума. Канту долгое время не давал покоя один вопрос: «Что было перед тем, как возникла Вселенная?» Он чувствовал, что все теории, которые существовали на то время, имели множество логических противоречий. Ученым была разработана так называемая антитеза, которую до сих пор используют некоторые модели Вселенной. Вот ее положения:

• Если Вселенная имела начало, то почему она выжидала вечность перед своим возникновением?
• Если Вселенная вечна, то почему в ней вообще существует время; для чего вообще нужно отмерять вечность?

Конечно, для своего времени он задавал более чем правильные вопросы. Вот только сегодня они несколько устарели, но некоторые ученые, к величайшему сожалению, продолжают руководствоваться именно ими в своих исследованиях. Конец метаниям Канта (точнее, его продолжателей) положила теория Эйнштейна, проливающая свет на строение Вселенной. Чем же она так поразила научное сообщество?

Точка зрения Эйнштейна

В его теории относительности пространство и время больше не были Абсолютными, привязанными к какой-то точке отсчета. Он предположил, что они способны к динамическому развитию, которое определяется энергией во Вселенной. Время по Эйнштейну настолько неопределенно, что нет особой необходимости в его определении. Это походило бы на выяснение направления к югу от Южного полюса. Довольно бессмысленное занятие. Любое так называемое «начало» Вселенной было бы искусственно в том смысле, что можно было бы попытаться рассуждать о более «ранних» временах. Проще говоря, это проблема не столько физическая, сколько глубоко философская. Сегодня ее решением занимаются лучшие умы человечества, которые неустанно думают про образование первичных объектов в космическом пространстве.

Сегодня наиболее распространен позитивистский подход. Проще говоря, мы осмысляем само строение Вселенной так, как можем его представить. Ни у кого не получится спросить, является ли используемая модель истинной, нет ли других вариантов. Ее можно считать удачной, если она достаточно изящна и органически включает в себя все накопленные наблюдения. К сожалению, мы (скорее всего) неправильно интерпретируем некоторые факты, пользуясь искусственно созданными математическими моделями, что в дальнейшем приводит к искажению фактов об окружающем нас мире. Думая о том, что такое Вселенная, мы упускаем из виду миллионы фактов, которые пока еще попросту не открыты.

Современные сведения о возникновении Вселенной

«Средневековье Вселенной» — эра темноты, существовавшей перед появлением первых звезд и галактик.

Именно в те загадочные времена образовались первые тяжелые элементы, из которых созданы мы и весь окружающий нас мир. Теперь исследователи разрабатывают первичные модели Вселенной и методы для исследования тех явлений, которые происходили в то время. Современные астрономы говорят, что Вселенной примерно 13,7 миллиардов лет. Перед возникновением Вселенной космос был столь горячим, что все существовавшие атомы были разделены на положительно заряженные ядра и отрицательно заряженные электроны. Эти ионы блокировали весь свет, не давая ему распространяться. Царила Тьма, конца и края которой не было.

Первый свет

Спустя приблизительно 400 000 лет после Большого взрыва пространство остыло достаточно, чтобы разрозненные частицы смогли объединиться в атомы, образовав планеты Вселенной и... первый свет в космосе, отголоски которого до сих пор известны нам в качестве «светового горизонта». Что было до Большого взрыва, мы до сих пор не знаем. Возможно, тогда существовала какая-то иная Вселенная. Быть может, не было ничего. Великое Ничто… Именно на этом варианте настаивают многие философы и астрофизики.

Текущие модели предполагают, что первые галактики Вселенной начали формироваться спустя приблизительно 100 миллионов лет после Большого взрыва, положив начало нашему мирозданию. Процесс формирования галактик и звезд постепенно продолжался, пока большая часть водорода и гелия не была включена в состав новых солнц.

Тайны, ждущие своего исследователя

Существует много вопросов, ответить на которые могло бы помочь исследование первоначально происходивших процессов. Например, когда и как возникли чудовищно большие черные дыры, замеченные в сердцах фактически всех больших скоплений? Сегодня известно, что Млечный путь имеет черную дыру, вес которой составляет приблизительно 4 миллиона масс нашего Солнца, а некоторые древние галактики Вселенной имеют в своем составе черные дыры, размеры которых вообще сложно представить. Наиболее огромным является образование в системе ULAS J1120+0641. Ее черная дыра имеет вес, в 2 миллиарда раз превышающий массу нашего светила. Эта галактика возникла спустя только 770 миллионов лет после Большого взрыва.

В этом и заключается главная загадка: согласно современным представлениям, столь массивные образования просто бы не успели возникнуть. Так как они сформировались? Каковы «семена» этих черных дыр?

Темная материя

Наконец, темная материя, из которой, по мнению многих исследователей, на 80% состоит космос, Вселенная, до сих пор является «темной лошадкой». Мы до сих пор не знаем, какова природа темной материи. В частности, вызывает много вопросов ее строение и взаимодействие тех элементарных частиц, из которых состоит это таинственное вещество. Сегодня мы предполагаем, что ее составные части друг с другом практически не взаимодействуют, в то время как результаты наблюдений за некоторыми галактиками этому тезису противоречат.

О проблеме происхождения звезд

Другая проблема - вопрос о том, на что походили первые звезды, из которых образована звездная Вселенная. В условиях невероятного тепла и при чудовищном давлении в ядрах этих солнц относительно простые элементы, такие как водород и гелий, преобразовывались, в частности, в углерод, на котором основана наша жизнь. В настоящее время ученые считают, что самые первые звезды были во много раз больше солнца. Возможно, они жили всего пару сотен миллионов лет, а то и меньше (вероятно, именно так и образовались первые черные дыры).

Впрочем, некоторые из «старожилов» вполне могут существовать и в современном космосе. Они наверняка были очень бедны в отношении тяжелых элементов. Быть может, некоторые из этих образований могут до сих пор «скрываться» в ореоле Млечного пути. Эта тайна также до сих пор не открыта. С такими казусами приходится встречаться всякий раз, отвечая на вопрос: «Так что такое Вселенная?» Для исследования первых дней после ее возникновения чрезвычайно важен поиск наиболее ранних звезд и галактик. Естественно, что наиболее древними наверняка являются те объекты, которые располагаются на самом краю светового горизонта. Проблема только в том, что до тех мест могут дотянуться только наиболее мощные и сложные телескопы.

Огромные надежды исследователи возлагают на космический телескоп Джеймса Уэбба. Этот инструмент призван дать ученым ценнейшие сведения о первом поколении галактик, которые сформировались сразу после Большого взрыва. Изображений этих объектов в приемлемом качестве практически нет, так что великие открытия все еще впереди.

Удивительное «светило»

Все галактики распространяют свет. Какие-то образования светят сильно, какие-то отличаются умеренным «освещением». Но существует самая яркая галактика во вселенной, интенсивность свечения которой не похожа ни на что другое. Ее имя - WISE J224607.57-052635.0. Располагается эта «лампочка» на расстоянии целых 12,5 миллиардов световых лет от Солнечной системы, а светит она, как 300 триллионов Солнц разом. Заметим, что подобных образований на сегодняшний день существует около 20, причем не следует забывать о понятии «светового горизонта».

Проще говоря, со своего места мы видим только те объекты, образование которых произошло около 13 миллиардов лет тому назад. Дальние области недоступны взору наших телескопов просто потому, что свет оттуда банально не успел дойти. Так что в тех краях наверняка существует что-то аналогичное. Вот какая самая яркая галактика во Вселенной (точнее, в ее видимой части).

1) весь мир как совокупность всех вещей (реально существующих предметов), бесконечные во времени и в пространстве и бесконечно разнообразный по формам бытия; 2) обитаемая часть мира; 3) объект космологии, доступный астрономическому наблюдению.

Отличное определение

Неполное определение ↓

ВСЕЛЕННАЯ

от греч. «ойкумена» - населенная, обитаемая земля) -«все существующее», «всеобъемлющее мировое целое», «тотальность всех вещей»; смысл этих терминов многозначен и определяется концептуальным контекстом. Можно выделить по крайней мере три уровня понятия «Вселенная».

1. Вселенная как философская идея имеет смысл, близкий понятию «универсум», или «мир»: «материальный мир», «сотворенное бытие» и др. Она играет важную роль в европейской философии. Образы Вселенной в философских онтологиях включались в философские основания научных исследований Вселенной.

2. Вселенная в физической космологии, или Вселенная как целое,-объект космологических экстраполяции. В традиционном смысле-всеобъемлющая, неограниченная и принципиально единственная физическая система («Вселенная издана в одном экземпляре» - А. Пуанкаре); материальный мир, рассматриваемый с физико-астрономической точки зрения (А. Л. Зельманов). Разные теории и модели Вселенной рассматриваются с этой точки зрения как неэквивалентные друг другу одного и того же оригинала. Такое понимание Вселенной как целого обосновывалось по-разному: 1) ссылкой на «презумпцию экстраполируемости»: космология претендует именно на репрезентацию в системе знания своими концептуальными средствами всеобъемлющего мирового целого, и, пока не доказано обратное, эти претензии должны приниматься в полном объеме; 2) логически-Вселенная определяется как всеобъемлющее мировое целое, и других Вселенных не может существовать по определению и т. д. Классическая, Ньютонова космология создала образ Вселенной, бесконечной в пространстве и времени, причем бесконечность считалась атрибутивным свойством Вселенной. Общепринято, что бесконечная гомогенная Вселенная Ньютона «разрушила» античный космос. Однако научные и философские образы Вселенной продолжают сосуществовать в культуре, взаимообогащая друг друга. Ньютоновская Вселенная разрушила образ античного космоса лишь в том смысле, что отделяла человека от Вселенной и даже противопоставляла их.

В неклассической, релятивистской космологии была впервые построена теория Вселенной. Ее свойства оказались совершенно отличными от ньютоновских. Согласно теории расширяющейся Вселенной, развитой Фридманом, Вселенная как целое может быть и конечной, и бесконечной в пространстве, а во времени она во всяком случае конечна, т. е. имела начало. А. А. Фридман считал, что мир, или Вселенная как объект космологии, «бесконечно уже и меньше мира-вселенной философа». Напротив, подавляющее большинство космологов на основе принципа единообразия отождествляло модели расширяющейся Вселенной с нашей Метагалактикой. Начальный момент расширения Метагалактики рассматривался как абсолютное «начало всего», с креационистской точки зрения - как «сотворение мира». Некоторые космологи-релятивисты, считая принцип единообразия недостаточно обоснованным упрощением, рассматривали Вселенную как всеобъемлющую физическую систему большего масштаба, чем Метагалактика, а Метагалактику-лишь как ограниченную часть Вселенной.

Релятивистская космология коренным образом изменила образ Вселенной в научной картине мира. В мировоззренческом плане она вернулась к образу античного космоса в том смысле, что снова связала человека и (эволюционирующую) Вселенную. Дальнейшим шагом в этом направлении явился антропный принцип в космологии. Современный подход к интерпретации Вселенной как целого основывается, во-первых, на разграничении философской идеи мира и Вселенной как объекта космологии; во-вторых, это понятие релятивизируется, т. е. его объем соотносится с определенной ступенью познания, космологической теорией или моделью - в чисто лингвистическом (безотносительно к их объектному статусу) или же в объектном смысле. Вселенная интерпретировалась, напр., как «наибольшее множество событий, к которому могут быть применены наши физические законы, экстраполированные тем или иным образом» или «могли бы считаться физически связанными с нами» (Г. Бонди).

Развитием этого подхода явилась концепция, согласно которой Вселенная в космологии-это «все существующее». не в каком-то абсолютном смысле, а лишь с точки зрения данной космологической теории, т. е. физическая система наибольшего масштаба и порядка, существование которой вытекает из определенной системы физического знания. Это относительная и преходящая граница познанного мегамира, определяемая возможностями экстраполяции системы физического знания. Под Вселенной как целым не во всех случаях подразумевается один и тот же «оригинал». Напротив, разные теории могут иметь в качестве своего объекта неодинаковые оригиналы, т. е. физические системы разного порядка и масштаба структурной иерархии. Но все претензии на репрезентацию всеобъемлющего мирового целого в абсолютном смысле остаются бездоказательными. При интерпретации Вселенной в космологии следует проводить различие между потенциально и актуально существующим. То, что сегодня считается несуществующим, завтра может вступить в сферу научного исследования, окажется существующим (с точки зрения физики) и будет включено в наше понимание Вселенной.

Так, если теория расширяющейся Вселенной описывала по сути нашу Метагалактику, то наиболее популярная в современной космологии теория инфляционной («раздувающейся») Вселенной вводит понятие о множестве «других вселенных» (или, в терминах эмпирического языка, внеметагалактических объектов) с качественно различными свойствами. Инфляционная теория признает, т. о., мегаскопическое нарушение принципа единообразия Вселенной и вводит дополнительный ему по смыслу принцип бесконечного многообразия Вселенной. Тотальность этих вселенных И. С. Шкловский предложил назвать «Метавселенной». Инфляционная космология в специфической форме возрождает, т. о., идею бесконечности Вселенной (Метавселенной) как ее бесконечного многообразия. Объекты, подобные Метагалактике, в инфляционной космологии часто называют «минивселенными». Минивселенные возникают путем спонтанных флуктуации физического вакуума. Из этой точки зрения вытекает, что начальный момент расширения нашей Вселенной, Метагалактики не обязательно должен считаться абсолютным началом всего. Это лишь начальный момент эволюции и самоорганизации одной из космических систем. В некоторых вариантах квантовой космологии понятие Вселенной тесно увязывается с существованием наблюдателя («принцип соучастия»). «Порождая на некотором ограниченном этапе своего существования наблюдателейучастников, не приобретает ли, в свою очередь. Вселенная посредством их наблюдений ту осязаемость, которую мы называем реальностью? Не есть ли это механизм существования?» (А. Дж. Уилер). Смысл понятия Вселенной и в этом случае определяется теорией, основанной на различении потенциального и актуального существования Вселенной как целого в свете квантового принципа.

3. Вселенная в астрономии (наблюдаемая, или астрономическая Вселенная) - область мира, охваченная наблюдениями, а сейчас отчасти и космическими экспериментами, т. е. «все существующее» с точки зрения имеющихся в астрономии наблюдательных средств и методов исследования.

Астрономическая Вселенная представляет собой иерархию космических систем возрастающего масштаба и порядка сложности, которые последовательно открывались и исследовались наукой. Это-Солнечная система, наша звездная система. Галактика (существование которой было доказано В. Гершелем в 18 в.). Метагалактика, открытая Э. Хабблом в 1920-х гг. В настоящее время наблюдению доступны объекты Вселенной, удаленные от нас на расстоянии ок. 9-12 млрд световых лет.

На протяжении всей истории астрономии вплоть до 2-й пол. 20 в. в астрономической Вселенной были известны одни и те же типы небесных тел: планеты, звезды, газопылевое вещество. Современная астрономия открыла принципиально новые, ранее не известные типы небесных тел, в т. ч. сверхплотные объекты в ядрах галактик (возможно, представляющие собой черные дыры). Многие состояния небесных тел в астрономической Вселенной оказались резко нестационарными, неустойчивыми, т. е. находящимися в точках бифуркации. Предполагается, что подавляющая часть (до 90-95%) вещества астрономической Вселенной сосредоточена в невидимых, пока ненаблюдаемых формах («скрытая масса»).

Лит.: Фридман А. А. Избр. труды. М., 1965; Бесконечность и Вселенная. М., 1970; Вселенная, астрономия, философия. М., 1988; Астрономия и современная картина мира. М., 1996; Bondy H. Cosmology. Cambr., 1952; Munit!. M. Space, Time and Creation. N.Y„ 1965.

Отличное определение

Неполное определение ↓

Вселенная с точки зрения астрономии
Вселенной в астрономии называют все существующее пространство, заполненное галактиками, звездами, черными дырами. Современная наука обладает лишь несколькими неоспоримыми и доказанными фактами о строении вселенной. Прежде всего, самым распространенным элементом всюду является водород, границы существующего мегапространсва расширяются, существует так называемое реликтовое излучение, которое может в будущем более точно определить возраст даже самой старой галактики, галактики расположены в доступном для изучения космосе неоднородно.

Изучают вселенную следуя космологическому принципу - наблюдения можно вести из любой точки пространства как на Земле, так и за ее границами.
Наблюдать за ее составляющими начали очень давно, но на данном этапе развития науки и техники изучение ведется в трех направлениях:

• измеряется явление расширения
• реликтовый фон
• очень удаленные объекты (это так называемые гамма-всплески и квазары).

Для изучения последних нужны гигантские телескопы, которыми обладают всего несколько обсерваторий на нашей планете, чтобы полноценно изучать квазары и тем более гамма-всплески пользуются орбитальными телескопами (самый известный космический телескоп Хаббл).

Теории строения и возникновения вселенной
На основе многовековых данных и сведений полученных с помощью новейшего оборудования были разработаны

• теории расширяюшейся вселенной
• большого взрыва
• инфляционная модель
• эволюция крупномасштабных структур.

Каждая из них связана с появлением определенного закона физики в области механики или термодинамики.
Теория расширяюшейся вселенной поясняет механизм такого явления как увелечение в объеме и времени пространства. Ее приверженцы считают, что этот процесс сводится к математической сложной модели, которая состоит из сложнейших дифференциальных уравнений. Но в рамках такой теории не рассамтривается вопрос о причине возникновения всего что окружает Землю.
Теория Большого взрыва восполняет пробел предыдушей теории и посвящена причинам и времени появления химических элементов, из которых состоит не только космическое пространство, но и человеческие клетки. Согласно ей, супервзрыв произошел из-за концентрации громадного количества вещества в неимоверно маленьком объеме (по космическим меркам). После такого взрыва образовались химические элементы, а также громадное количество магнитных полей, и как следствие их взаимодействия появилась гравитация.

Но и эта теория не является всеобъясняющей. Она, например, не поясняет каким образом все эти химические элементы распространились, хотя и не отвергает теорию расширения.
Инфляционная модель говорит о наличии так называемого скалярного поля, которое в начальный период времени существования пространства определило его геометрию и расширение. Эта теория является попыткой связать теорию расширения и большого взрыва.
Теория эволюции крупномасштабных структур посвящена генезису галактик, времени их возникновения, а также объясняет ячестую структуру скопления галактик.

Самым редким и уникальным явлением во всех уголках вселенной является жизнь, поэтому изучение космического пространства ведется прежде всего с целью обнаружить хотя бы одну галактику, где она существует. Вопрос о возникновении и строении вселенной, а также существование в привычной для нас форме жизни за границами нашей планетарной системы остается открытым и по сей день.