С точки зрения обитателя Земли космическое пространство представляет собой область, находящуюся примерно в 100 километрах над нашей планетой. В ней нет воздуха, которым можно дышать и благодаря которому рассеивается свет. Из-за того что молекулы кислорода недостаточно многочисленны, чтобы окрасить небо в голубой цвет, синий цвет в космическом пространстве уступает черному.

Космос — огромное пустое пространство, а это значит, что звук в нем распространяться не может. Это происходит потому, что молекулы расположены не достаточно близко друг к другу и, следовательно, не могут передавать звук. Однако это вовсе не означает, что космическое пространство пустует. Газ, пыль и другие частицы материи плавают вокруг «самых пустых» областей Вселенной, в то время как как более густонаселенные регионы могут содержать планеты, звезды и галактики.

Никто точно не знает насколько велик космос. Трудности возникают из-за того, что мы видим на детекторах. Большие расстояния в космосе мы измеряем в «световых годах», представляющих собой расстояние, необходимое свету для путешествия длиной в год (около 9,3 триллионов километров).

Благодаря свету, что улавливают наши телескопы, мы можем наблюдать за галактиками которые зародились вскоре после Большого взрыва. Большой взрыв, как полагают ученые, положил начало нашей Вселенной 13,7 миллиардов лет назад. Таким образом мы способны «видеть» в космосе на расстоянии почти 13,7 млрд световых лет. Однако астрономы сомневаются что наша Вселенная — единственная в своем роде. А значит космос может быть гораздо больше, чем мы думаем.

Чтобы понять безграничность космоса, обратимся к книге Мариано Авриль Доминго (военный геодезист, инженер путей сообщения и доктор строительных наук) под названием «225 вопросов о природе Вселенной». Эта книга — прекрасный повод отложить дела и прочитать обо всем, что нас окружает — от атомов до галактик. Эта научно-популярная книга предназначена для широкой аудитории; автор интересным и не занудным языком рассказывает о природе Вселенной, отвечая на те вопросы, которые вы «всегда хотели знать но боялись спросить».

Что такое астрономическая единица?

Астрономическая единица (а.е.) представляет собой исторически сложившуюся единицу измерения расстояний в астрономии. Используется для измерения расстояний в пределах Солнечной системы. Астрономическая единица эквивалентна среднему расстоянию между Землей и Солнцем и приблизительно равна 150 миллионам километров. Первым человеком надежно измерившим эту величину был Джованни Доминико Кассини. Именно он в 1671 году наблюдал за местоположением Марса с разных, сильно отдаленных позиций, выводя расстояние от Земли до Солнца. Удивительным является то, что значение полученное Кассини лишь на 7% ниже используемого сегодня. В 2012 году Международный астрономический союз году утвердил значение астрономической единицы в 149,597,870,700 метров.

Что такое парсек?

Парсек — это расстояние, с которого отрезок в одну астрономическую единицу виден под углом в одну угловую секунду; это эквивалентно трем световым годам. Иными словами, под парсеком понимают единицу измерения, определяющую расстояние между небесными телами за пределами Солнечной системы — прим. редактора. Почему парсек используют для измерения расстояния? Дело в том, что парсек - это основа, на которой астрономы построили весь масштаб известной нам Вселенной. Парсек обычно используют для обозначения таких величин как «мега» и «гига» — для обозначения миллиона или миллиарда парсеков соответственно.

Что такое радиация?

Радиация — это энергия, которая распространяется в виде электромагнитных волн, наподобие тех, что излучает микроволновая печь или очень горячее тело. Эту энергию перемещают фотоны — частицы без массы — т. е. это перемещение энергии без переноса материи. Таким образом, строго говоря, излучение — это распространение электромагнитных волн, с или без ионизации.

Из чего состоит радиация?

Конечно, это был ваш следующий вопрос. Радиация... не сделана из чего-либо, так как она не имеет ничего общего с материей. Она производится фотонами, а фотоны, как мы помним, являются частицами без массы. Можно сказать, что фотоны — это основная составляющая электромагнитного поля. По крайней мере, именно фотоны за него «отвечают». Фотоны движутся в вакууме со скоростью света, то есть со скоростью 300 000 километров в секунду.

Что такое спектральные линии?

Спектральные линии характерны для каждого химического элемента и являются причиной поглощения или излучения фотонов — это происходит когда электрон меняет свой энергетический уровень. Принимая во внимание разницу в уровне скачков энергии электромагнитное излучение будет иметь ту или иную длину волны. Возвращаясь к истокам, следует сказать, что впервые заговорил об этом Исаак Ньютон когда обнаружил, что белый свет, исходящий от Солнца, распадается на цвета радуги при прохождении через призму.

Какие основные силы взаимодействия во Вселенной?

Во Вселенной существуют четыре известные нам силы взаимодействия: сильное ядерное взаимодействие (самая интенсивная но с очень коротким диапазоном), электромагнитное взаимодействие (примерно в сто раз менее интенсивное, чем предыдущее и с ограниченным диапазоном), слабое ядерное взаимодействие (в 10 триллионов раз менее интенсивное, чем сильное взаимодействие с диапазоном меньше в 1000 раз) и гравитационное взаимодействие (имеет неограниченный диапазон, но является самым слабым из четырех фундаментальных взаимодействий), резюмирует Мариано Авриль.

Что такое фундаментальное сильное ядерное взаимодействие?

Фундаментальное сильное ядерное взаимодействие отвечает за сохранение кварка и антикварка, которые образуют мезон, а также за три кварка, которые образуют барион через обмен глюонами, как описано в квантовой хромодинамике — теории, описывающей все перечисленные взаимодействия.

Почему планеты движутся?

Планеты движутся по эллиптической орбите вокруг Солнца — это происходит из-за гравитационного поля Солнца. Таким образом мы говорим о непрерывном «падении» планет к небесному светилу. Дело в том, что объекты остаются в состоянии покоя или движутся равномерно и прямолинейно только в том случае, если на них не действует никакая сила. Как сказал известный физик Стивен Хокинг: «изменение движения пропорционально силе, действующей на тело и происходит в направлении, в котором применяется сила».

ККак планеты движутся?

Для планет Солнечной системы, как и для всех объектов, находящихся в гравитационном поле звезды, существует два типа движения: вращение вокруг своей оси и вращение вокруг звезды. Таким образом, планеты движутся вокруг Солнца по эллиптической орбите. Все планеты вращаются в одном направлении и почти в одной плоскости, но встречаются некоторые исключения.

ККаковы пределы солнечной системы?

Согласно оценкам, внешней границей Солнечной системы является облако Оорта, которое простирается на расстояние не менее 50 000 астрономических единиц. Если эти измерения верны, радиус нашей Солнечной системы составляет примерно один световой год. Кроме того, предположительно существует второе облако, состоящее из миллионов комет, которое может находиться в 50.000 астрономических единиц от Солнца.

Сколько видов звезд существует во Вселенной?

Гиппарх, Норман Роберт Погсон, Энни Джамп Кеннон, Эдуард Чарлз Пикеринг, Эйнар Герцшпрунг и Генри Норрис Расселл — вот лишь некоторые из выдающихся ученых, которые пытались ответить на этот вопрос. По сути, существует множество видов звезд. Астрономы классифицировать их по их видимой яркости, температуре поверхности и размере - все они представлены в диаграмме Герцшпрунга-Рассела. В качестве примера рассмотрим наше Солнце — оно представляет собой желтый карлик, видимая звездная величина которого составляет -26,7, а температура поверхности равна 5,778 К.

Что такое цефеиды?

Цефеиды — это пульсирующие звезды-гиганты с переменной яростью. Они регулярно сжимаются и расширяются. Существует связь между пульсирующим периодом и их абсолютной величиной. Поскольку цефеиды очень яркие, их легко обнаружить на больших расстояниях. Светимость цефеид меняется строго периодически — от суток до месяца. Однако, некоторые цефеиды имеют разные амплитуды и периоды пульсаций, как, например полярная звезда.

Как формируются галактики?

Галактики формируются из рассеянных звездных скоплений, образованных, в свою очередь, гравитационным коллапсом молекулярных облаков, когда их масса превышает критическое значение, известное как масса Джинса. Звездные скопления состоят из нескольких тысяч звезд.

Что такое реликтовое излучение?

Реликтовое излучение представляет собой космическое микроволновое фоновое излучение, вызванное космологическим красным смещением во времена, когда Вселенная стала прозрачной для света. Теперь мы отождествляем произошедшее при температуре 2,275 К с тепловым излучением. Реликтовое излучение было обнаружено в 1964 году А. Пензиасом и Р. Вильсоном.

Что случится со Вселенной в будущем?

Окончательная судьба Вселенной будет зависеть от величины ее средней плотности: если плотность будет меньше критической, то жизнь Вселенной завершится испарением последней черной дыры примерно через 10-80 (степени) лет. Если же плотность окажется выше, конец очевиден — Вселенная завершит свое существование…обширным взрывом.

Что такое искривление пространства-времени?

Искривление пространства-времени — это деформация, которую гравитация производит в четырехмерном пространстве, то есть в трех известных пространственных измерениях (ширина, высота и глубина) и во временном измерении. Как бы то ни было, мы не можем определить искривление пространства-времени в нашей Вселенной, так как мы не знаем, сколько материи и энергии она содержит. Пока не знаем.

Оригинал

Перевод