Роскосмос: вероятность, что где-то есть подобная земной жизнь, достаточно велика
Космос продолжает ставить перед человечеством все большее число вопросов, многие из них пока остаются без ответа. Во Вселенной присутствуют явления, которые люди не смогут, вероятно, объяснить никогда. Один из примеров — черная дыра, ее притяжение не может покинуть даже световой луч, поэтому посмотреть, что представляет собой этот объект по известным физическим законам принципиально невозможно.
ТАСС предложил госкорпорации “Роскосмос” прокомментировать с точки зрения самых последних знаний те сложные космические вопросы, которыми раз от раза задаются и ученые, и обычные люди. Есть ли жизнь на Марсе, можно ли преодолеть скорость света, есть ли край у Вселенной, как можно быстро долететь на ее другой конец, что находится внутри черных дыр, возможна ли неорганическая жизнь — об этом и другом рассказывает в интервью ТАСС исполнительный директор Роскосмоса по перспективным программам и науке Александр Блошенко.
— Александр Витальевич, раз от раза человек задается, с одной стороны, наивным, с другой стороны, фундаментальным вопросом — что было до так называемого большого взрыва? Что именно взорвалось?
— Вопрос действительно очень фундаментальный и при этом крайне интересный. Текущая космологическая теория предполагает, что Вселенная перед началом своего расширения, “большого взрыва”, находилась в некоем бесконечно напряженном неустойчивом состоянии и все пространство было буквально собрано в одной точке. На языке теоретической физики говорят, что она находилась в состоянии так называемой “сингулярности” с очень большим значением плотности материи и кривизны пространства-времени. Затем она начала очень быстро расширяться во все стороны – “взорвалась”.
Спецпроект на тему
По наиболее распространенным представлениям эта сингулярность образовалась в результате коллапса сверхмассивного объекта. Можно сказать, что рождение нашей Вселенной — это результат смерти Вселенной, которая была ее предшественницей, что даже находит свое отражение в отдельных религиях, так называемый “круг жизни”.
Подтверждением данной теории является наличие реликтового излучения и так называемое красное смещение, свидетельствующее о том, что галактики нашей Вселенной постоянно отдаляются друг от друга.
— Отсюда вытекает логичный вопрос: конечна ли наша Вселенная? Что может быть за ее границами?
— Сделать научно обоснованный вывод о конечности и размерах Вселенной сложно из-за ограниченности текущего уровня технологий и нюансов осознания масштабов этого вопроса. Пытаясь оценить размеры Вселенной через анализ красного смещения (понижения частоты излучения космических объектов вследствие их удаления от нас — прим. ТАСС), мы столкнемся с тем, что регистрируемый сейчас свет был излучен много миллиардов лет тому назад. То есть мы сегодня получаем информацию о состоянии и месте нахождения светящегося объекта только в тот древнейший момент времени, и сделать заключение о размерах Вселенной корректно не выйдет.
Однако оценить размеры Вселенной можно изучая реликтовое излучение — микроволновое излучение остывающей плазмы, из сгустка которой, как считается, и образовалась наша Вселенная.
Эти расчеты “располагают” границу нашей Вселенной на расстоянии 46 млрд световых лет от Земли. Однако и здесь говорить о том, что мы “нащупали” край Вселенной не приходится: мешают погрешности в расчетах, удаленность регистрируемых объектов, а также тот факт, что скорость расширения “границ” Вселенной увеличивается по мере удаленности от нас, и в какой-то момент мы уже не способны получать сигнал от них. Можно считать, что объекты на границах Вселенной от нас настолько далеко, что при жизни нашей Солнечной системы сигнал от них до нас не успеет дойти.
Но если мы принимаем, что наша Вселенная расширяется, то подразумеваем существование некого горизонта событий, отделяющего нашу Вселенную от того, что ею не является. Таким образом теоретически Вселенная конечна, но с учетом ее размеров, расширения и человеческих возможностей, этим, фактически, можно пренебречь. Зарегистрированные на карте реликтового излучения аномально холодные пятна можно интерпретировать как области соприкосновения нашей Вселенной с другими, и тогда уже можно говорить о существовании Мультивселенной.
— Что такое темная материя и темная энергия? Как можно приблизиться к исследованию этих феноменов?
— Темная материя — это гипотетическая форма материи, не участвующая в электромагнитном взаимодействии и поэтому недоступная прямому наблюдению. Ее существование до сих пор достоверно не доказано. Темную энергию ввели в математическую модель Вселенной ради объяснения наблюдаемого ее расширения с ускорением. Согласно последним исследованиям, гипотетически темная материя составляет порядка 25% состава наблюдаемой Вселенной, темная энергия — около 70%, а обычная материя, из которой состоят звезды и другие видимые космические объекты — всего лишь не более 5%.
Существуют два способа поиска частиц темной материи: прямой и непрямой. Прямой способ пока не дал никаких результатов. А косвенные подтверждения наличия темной материи были получены, в том числе, посредством известного эксперимента на борту МКС с магнитным спектрометром.
— Еще один не менее фундаментальный для нас сегодня вопрос: жизнь на Земле возникла случайно или можно утверждать, что условия для ее появления были созданы?
— Да, условия для существования известной нам формы жизни на Земле совершенно уникальны: это и местонахождение Солнечной системы в области нашей галактики без активного звездообразования, и выгодное расположение орбиты Солнца относительно плоскости галактики с точки зрения астероидно-кометной опасности, стабильность излучения самого Солнца, местоположение нашей планеты в Солнечной системе и другие факторы.
— Каким образом из неорганики получилась органическая жизнь на Земле?
— Жизнь возникла на Земле очень давно — первые останки жизненных форм, микроорганизмов обнаружены в породах возрастом 3,5–3,8 млрд лет. Пока мы не можем в точности сказать, как эти первые формы жизни появились, хотя есть стройная концепция дальнейшего развития жизни.
Спецпроект на тему
В первичной атмосфере нашей планеты в ходе вулканических процессов при образовании земной коры накапливались газы — оксиды углерода, аммиак, метан, сероводород и многие другие.
В то же время считается, что самыми первыми формами жизни (добиологическими, то есть химическими) были молекулы, способные воспроизводить себя сами, “копируя” себе подобных, используя себя же в качестве образца — матрицы. Такой древней “первичной” молекулой могла быть рибонуклеиновая кислота или близкий по строению и свойствам органический полимер.
Исходя из этого, можно утвердительно ответить на вопрос о существовании и неорганической жизни. Неорганические соединения при определенных обстоятельствах способны вести себя так же, как клетки из органических веществ.
Сейчас известны результаты ряда опытов, в которых были показаны сложные процессы, в результате которых большие молекулы создавали структуры, напоминающие жизнь.
— Есть ли сегодня данные о том, что жизнь возможна не только на Земле?
— Активные исследования по поиску признаков внеземной жизни ведутся с середины XX века. Это поиски и текущей, и существовавшей в прошлом внеземной жизни, в целом и более нацеленный поиск разумной жизни.
При исследовании углеродсодержащих метеоритов в их составе обнаруживают вещества, которые в земных условиях являются продуктами жизнедеятельности. В частности, это “организованные элементы” — микроскопические, размером 5-50 мкм, “одноклеточные” образования, часто имеющие явно выраженные двойные стенки, поры, шипы и так далее. На сегодняшний день однозначно не доказано, что эти окаменелости принадлежат останкам каких-либо форм внеземной жизни. Но, с другой стороны, эти образования имеют такую высокую степень организации, которую принято связывать с жизнью.
Открытие планет у других звездных систем в “обитаемой зоне” также косвенно указывает на наличие мест во Вселенной, благоприятных для возникновения жизни. Возможности современной астрономии не позволяют оценить конкретные условия жизни на таких планетах, но если в будущем мы сможем точно определить, скажем, наличие кислорода в их атмосфере, это станет важным свидетельством в пользу наличия жизни за пределами Земли.
— А есть ли сегодня факты, которые могут хотя бы косвенно подтвердить существование других цивилизаций? Или какова вероятность, что где-то в космосе имеется высокоорганизованная жизнь по типу нашей?
— На сегодня информацией о внеземной высокоорганизованной жизни мы, к сожалению, не располагаем. Но, повторюсь, наличие жизни на Земле позволяет сделать предположение о том, что такие же условия могли сложиться и на других планетах.
На эту тему
В настоящее время достоверно известно о существовании примерно 4 тыс. экзопланет (планеты у других звезд — прим.
ТАСС). Однако только в видимой нами части Вселенной расположено более 2 триллионов галактик, в каждой из которых могут находиться триллионы планет. И вероятность, что на какой-то из них присутствует жизнь, подобная нашей, достаточно велика.
Хочу отметить, что условия существования инопланетных живых организмов совсем не обязательно должны быть полностью схожи с земными. Даже у нас на Земле существуют организмы, гораздо менее восприимчивые к температурным перепадам и воздействию радиации, чем большая часть остального живого на нашей планете. Это подтверждено экспериментами, в том числе, в условиях открытого космоса.
— Есть ли сегодня кандидаты на искусственные сигналы, идущие от других звезд, которые могли быть посланы иными разумными существами?
— Искусственных сигналов, поступающих из Вселенной, у нас сегодня не регистрируется. При этом мы не можем быть уверены, что Вселенная однозначно “молчит”. Вполне возможно, что через Землю проходят какие-то сигналы, основанные на неклассических принципах, непонятных нам на сегодняшний день.
— Есть ли какие-то реалистичные способы космических перемещений на большой скорости, которые позволят добираться до других звезд хотя бы в течение одной человеческой жизни?
— К сожалению, текущий уровень развития техники однозначно не позволяет человеку совершать межзвездные путешествия. С другой стороны, еще 150 лет назад никто и представить не мог, что человек так скоро будет совершать регулярные полеты в космическое пространство, то есть, подчеркну, не существовало даже теоретического обоснования возможности полетов за пределы нашей планеты. Поэтому вполне вероятно, что еще при нашей жизни вопрос межзвездных перемещений будет решен.
— Можно ли превысить скорость света? На каких физических принципах может быть реализовано скоростное перемещение между галактиками?
— На данный момент ни теоретически, ни практически не доказано что какой-либо материальный объект может двигаться со скоростью, превышающей скорость света в вакууме.
Это один из основных постулатов, вытекающих из специальной теории относительности Эйнштейна, на основе которого мы строим наше представление об окружающем нас мире.
На эту тему
Пока максимальная скорость, которую удалось развить человеку, составляет тысячные доли процента от скорости света. И однозначно можно сказать, что для достижения скоростей, близких к скорости света, понадобятся совершенно другие подходы в передвижении, в самом его понимании. В новых условиях, возможно, перемещение будет осуществляться в каком-то другом виде, другом измерении и, вероятно, все ограничения, которые сейчас возникают при космических перемещениях человека, перестанут действовать. При этом возникнут совершенно новые ограничения, которые и придется решать будущим поколениям исследователей. Будем рассчитывать, что к моменту, когда человечество будет объективно нуждаться в таких путешествиях, способ будет найден.
Если не вести речь о перемещениях со скоростью, близкой к скорости света, то вопрос кардинального увеличения скорости передвижения в космическом пространстве может быть решен за счет разработки двигателей на новых физических принципах.
Однако в настоящее время все попытки в этой области, включая, например, нашумевший EmDrive, не показали результатов, выходящих за пределы погрешности эксперимента.
— Что такое черные дыры? Есть ли хотя бы гипотетический способ получить информацию из черной дыры?
— Наиболее понятное и распространенное описание черной дыры — это колоссальная масса, сжатая до огромной плотности в объем небольшого радиуса. Он называется радиусом Шварцшильда, или гравитационным радиусом, и для каждого тела с определенной массой он свой. Например, радиус Шварцшильда для тела с массой Земли равен всего 9 мм, до такой горошины нужно сжать нашу планету, чтобы получить из нее черную дыру.
Для Солнца этот радиус равен примерно 3 км. Наше Солнце в конце своей жизни превратиться в белый карлик — небольшое, размером с Землю, космическое тело из чистого углерода. После его остывания сверху останется сажа и графит, а внутри — чистейший алмаз в триллионы триллионов карат.
А вот звезды массой, больше чем вдвое превышающей массу Солнца, умирая, с одновременной вспышкой сверхновых превращаются либо в нейтронные звезды, либо в черные дыры.
Определяющим свойством черной дыры является область вокруг нее, называемая горизонтом событий. Это граница притяжения, преодолев которую ничто, даже свет, не сможет вернуться обратно. Соответственно, невозможно передать сигнал из-за горизонта событий и сообщить информацию тому, кто остался снаружи. Поэтому сегодня все происходящее внутри черной дыры поддается только теоретическому описанию и сама физика черных дыр имеет большое количество нерешенных проблем. И мы пока даже теоретически не знаем способа получить информацию из-за горизонта событий и, соответственно, точно узнать, что происходит внутри черной дыры.
— Что такое кротовые норы? Можно ли их использовать для перемещений во Вселенной?
— В современной физике используется понятие “пространства-времени” — это физическая модель, в которой три пространственных измерения дополняются равноправным четвертым измерением — временем.
В рамках общей теории относительности пространство-время имеет единую природу, а его взаимодействие с со всеми остальными физическими объектами (полями, телами) и есть гравитация.
На эту тему
Считается, что “кротовые норы” — это тонкие пространственно-временные трубки, соединяющие отдаленные области Вселенной. В отличие от черных дыр, у кротовых нор отсутствует горизонт событий и у них возможен как “вход”, так и “выход”. Наличие кротовых нор не противоречит общей теории относительности.
На данный момент не доказано как существование кротовых нор, так и невозможность их существования. Согласно имеющимся теориям, кротовые норы могут решить не только вопрос межгалактических перемещений, но и предоставить возможность путешествия во времени: попав в такую область пространства-времени, сильно искривленную источником огромного гравитационного поля, теоретически можно совершить “прыжок” как в пространстве, так и во времени.
— Может быть, ключ к ответам на все эти вопросы — часто обсуждаемая в последнее время теория струн? Можно ли сегодня за счет астрофизических исследований ее подтвердить или опровергнуть?
— Не вдаваясь в достаточно абстрактные и сложные для понимания подробности, попробую ответить понятным языком.
В отличие от привычной нам со школьной скамьи модели описания мира множеством элементарных частиц и волн, теория струн предполагает его описание набором бесконечно тонких протяженных объектов, способных совершать колебания по аналогии со струнами, и при этом она сочетает в себе идеи квантовой механики и теории относительности.
На эту тему
Габриеле Венециано, основатель теории струн, показал, каким образом инфляционная модель Вселенной может быть получена из теории суперструн. В 1996 году была опубликована важная теоретическая работа, в которой удалось использовать теорию струн для нахождения микроскопических компонентов определенного класса черных дыр, а также для точного вычисления вкладов этих компонентов в энтропию.
В теории струн существует такое понятие, как “космические струны”, которые в результате расширения Вселенной могут “раздуться” до огромных размеров и даже простираться дальше горизонта событий, то есть превышать размеры Вселенной.
Сегодня теория струн нуждается в экспериментальной проверке, однако ни один из ее вариантов пока не дает точных предсказаний, которые можно было бы проверить в критическом эксперименте.
Таким образом, эта теория находится пока в “зачаточной стадии”: она обладает множеством привлекательных математических особенностей и может стать чрезвычайно важной в понимании устройства Вселенной, но требуется ее дальнейшая разработка для того, чтобы ее принять или отвергнуть.
Пока теорию струн нельзя будет проверить в обозримом будущем в силу технологических ограничений. Если за счет каких-либо исследований, не только астрофизических, можно будет подтвердить или опровергнуть такую модель, претендующую на роль ключевой теории для описания всех процессов, происходящих во Вселенной, то таким исследованиям, безусловно, будет отведена значительная роль. Возможно, с развитием новых технологий у нас появятся дополнительные возможности, которые позволят в том числе внести необходимый вклад и в этой сфере.
— Глава SpaceX Илон Маск не оставляет идеи колонизировать Марс. Насколько реалистичны такие планы?
— Колонизация космоса – это так или иначе вопрос выживания человечества, да и вообще всего живого на нашей планете в сверхдолгосрочной перспективе.
Хотя, здесь надо оговориться, такими “колонизаторами” смогут стать существа уже, скорее всего, не с нынешними генотипами.
Спецпроект на тему
Планы и текущие достижения компании SpaceX бесспорно заслуживают глубокого уважения. Но при этом надо помнить, что Илон Маск — бизнесмен, чей бизнес, не только в сфере ракетно-космической техники, зависит во многом от повышенного внимания общественности. Поэтому ему крайне важно обозначать яркие, амбициозные цели уже на ближайшую перспективу. Первая ракета компании SpaceX совершила успешный пуск почти в пять раз позже изначально запланированных сроков. Также и некоторые планы, которые озвучиваются SpaceX, в условиях технологического развития ближайшего времени просто неосуществимы, если провести их краткий технический анализ. Например, для того чтобы термоядерный взрыв на полюсе Марса, одна из идей компании SpaceX, дал ощутимый результат, необходимо более десяти тысяч пусков самых грузоподъемных из разрабатываемых в настоящий момент ракет-носителей.
Исходя из имеющихся и перспективных средств выведения, даже допустив изрядную долю оптимизма при их оценке и вынося за скобки вопросы создания термоядерного оружия в таких объемах, можно сделать вывод о том, что каких-то ощутимых воздействий на климат на Марсе (как, к слову, и на Венере) в ближайшей перспективе человечество оказать не в силах.
Госкорпорация “Роскосмос” сегодня не может себе позволить декларировать сроки исходя из чисто маркетинговых и PR-задач. При этом мы, конечно, сегодня ведем системные работы, в частности, и по подготовке миссий на Луну и Марс.
— Какие планеты Солнечной системы являются лучшими кандидатами для колонизации?
— Со многих точек зрения из всех планет Солнечной системы наиболее похожи на Землю Марс и Венера, обе эти планеты, наряду с Землей, находятся в так называемой “зоне обитаемости”. Есть предположения, что Марс на ранних этапах своей истории имел среду, похожую на современную Землю — густую атмосферу и много воды, которые потерял за период в несколько сотен миллионов лет.
Из-за сходства и близости к Земле Марс может оказаться наиболее целесообразным и эффективным объектом для терраформирования среди всех космических тел в Солнечной системе.
На эту тему
На Венере обстановка крайне далека от благоприятной с точки зрения человека. Из-за сильного парникового эффекта средняя температура на поверхности Венеры еще выше, чем на Меркурии, который ближе к Солнцу, — она составляет примерно +470°С (при -63°С на Марсе). А венерианское атмосферное давление на поверхности в 90 раз превышает земное — его можно сравнить с давлением в океане на глубине 1 км. Кроме того, атмосфера на поверхности Венеры на 97% состоит из углекислого газа. На Венере нет воды, даже в виде пара, зато есть облака из серной кислоты, которые делают невозможным наблюдение поверхности в видимом свете, а заодно и блокируют поступление солнечной энергии. То есть Венера — это “сестра” Земли, пережившая парниковую катастрофу, о которой так много сегодня говорят. Ее изучение автоматическими аппаратами дает нам ключи к познанию механизмов эволюции нашей планеты и помогает тем самым избежать судьбы “соседки”.
Преимущество Венеры — это плотная атмосфера, близкая по составу к земной, которая служит надежным щитом от ключевых проблем освоения Марса: космической радиации и метеоритов. Также до Венеры легче добраться: она ближе и “пусковые окна” случаются чаще. Но потенциально “привлекательные” для колонизации условия на Венере находятся только на высоте 50-65 км: здесь атмосфера планеты наиболее похожа на земную по температуре, давлению и газовому составу.
Исследования Солнца показывают, что оно в данный момент нагревается, и температура на Венере и Марсе медленно растет, в том числе поэтому сегодня Марс выглядит, пожалуй, наиболее предпочтительным с точки зрения перспективы терраформирования и колонизации.
— Можно ли в сегодняшних условиях в тропиках Марса высадить земную флору?
— На поверхности Марса содержится грунт, насыщенный перхлоратами, которые являются ядовитыми для земной флоры. Таким образом, свободно расти земные растения на поверхности Марса не смогут, понадобилась бы определенная подготовка почвы.
Помимо этого, важными факторами являются температурный режим, состав атмосферы, радиационный фон и другие параметры, которые также пришлось бы поддерживать искусственно в изолированных помещениях.
— Есть ли на сегодняшний день жизнь на Марсе, что об этом могут сказать имеющиеся данные? Была ли жизнь на Марсе или Венере в прошлом?
— Все проведенные на Марсе и Венере исследования наличия признаков жизни пока не дали положительного результата. Возможно, свет на этот вопрос прольет следующий этап совместной российско-европейской миссии “ЭкзоМарс”, запуск которой запланирован на 2022 год. Программа предполагает посадку на Марс ровера, оснащенного бурильным устройством, позволяющим проникать в подповерхностный слой Марса, а также миниатюрной лабораторией для поиска следов жизни.
На эту тему
Венера на данный момент является наряду с Марсом самой исследованной планетой Солнечной системы. В ходе нескольких орбитальных миссий и спусков станций на поверхность планеты (советский аппарат “Венера 13” до сих пор остается самым успешным за всю историю — он продержался 157 минут) удалось получить подробные сведения о венерианском климате, почве и составе атмосферы.
Вообще, Советский Союз достиг таких успехов в исследовании Венеры, причем с огромным “отрывом” от конкурентов — США, что те Венеру даже называли “советской планетой”.
Лично для меня по уже отмеченным сегодня обстоятельствам “научный” фаворит — разрабатываемая нами сегодня миссия на Венеру. Не так давно ученые Российской академии наук, анализируя снимки Венеры, полученные еще советскими экспедициями, заявили, что обнаружили на них объекты, которые меняли свое местоположение и даже потенциально могут быть живыми. Не берусь обсуждать именно эту статью, но, как известно “практика — критерий истины”, и насколько догадки ученых верны, нам еще только предстоит узнать.
Беседовал Дмитрий Решетников
Книги о космосе в приложении «НЭБ Свет»
Коллекция лучших научно-популярных книг о космосе доступна бесплатно в мобильном приложении «НЭБ Свет» и на портале Национальной электронной библиотеки.
Карл Саган с металлической пластинкой, на которой выгравировано послание землян другим цивилизациям.
Такие пластинки были отправлены в космос вместе с межзвёздными аппаратами «Пионер-10» и «Пионер-11». Фото: carlsagan.com
Эти книги выложены в Интернет в рамках соглашения о сотрудничестве НЭБ с проектом «Дигитека» по формированию и продвижению бесплатной и открытой коллекции научно-популярных книг.
Прочесть книги можно не только на портале Национальной электронной библиотеки, но и на сайте «Дигитеки» в удобном ридере платформы НЭБ, а на мобильных гаджетах — в приложении «НЭБ Свет».
Вся литература, представленная в коллекции, тщательно отбиралась и анализировалась экспертами «Всенауки», РГБ и РАН, чтобы всецело отразить современную научную картину мира и ответить на вопросы читателей. Мы нашли в «космической» коллекции ответы на некоторые вопросы и делимся этими ответами с вами. Список всех книг о космосе в приложении «НЭБ Свет» опубликован в конце статьи.
Какую форму имеет Вселенная?
На этот вопрос отвечает российский астрофизик и популяризатор науки Сергей Попов в книге «Вселенная.
Краткий путеводитель по пространству и времени: от Солнечной системы до самых далёких галактик и от Большого взрыва до будущего Вселенной».
Та часть Вселенной, которую мы можем наблюдать, выглядит «однородной, изотропной и плоской». Однако мы не можем утверждать, что Вселенная является бесконечной или конечной — и то, что она может быть конечна, не подразумевает того, что она имеет границы. Вселенная может быть конечна, но при этом безгранична (это описано в работах Бернхарда Римана).
На сегодняшний день успешнее всего геометрию Вселенной изучают с помощью реликтового излучения. Эти исследования показывают: Вселенная, скорее всего, плоская.
Конечно, наша Вселенная трёхмерна, и, говоря о том, что она «плоская», мы имеем в виду применимость евклидовой геометрии для Вселенной в большом масштабе.
Этот факт позволяет учёным делать интересные предположения о том, что могло бы происходить и происходит в нашей плоской Вселенной.
Например, «Одна из возможностей состоит в том, что при небольшом размере Вселенной за время её существования свет мог обогнуть её и мы видели бы копии („призраки“ или „духи“) далёких объектов или структур», — пишет Попов.
Спиральная галактика (фото NASA) и обложка книги Сергея Попова «Вселенная. Краткий путеводитель по пространству и времени: от Солнечной системы до самых далёких галактик и от Большого взрыва до будущего Вселенной»
Как выглядят инопланетяне?
Про то, какими могут быть гости с других планет и почему инопланетяне не торопятся дружить с нами, рассказывает знаменитый японский физик Митио Каку в книге «Будущее разума».
Судя по эпиграфу, которым Каку предваряет главу об инопланетном разуме, он не испытывает больших надежд на встречу землян с инопланетянами: «Иногда я думаю, что самый верный признак существования где-то во Вселенной разумной жизни — тот факт, что никто из них не пытается связаться с нами». Эта фраза Билла Уоттерсона, несмотря на обидный для нас смысл, скорее всего, верна.
Каку говорит о том, что, скорее всего, разумных форм жизни во Вселенной великое множество, но другие цивилизации не выходят на связь просто потому, что мы им не интересны. Каку приводит в пример муравейник:
«Представьте, что вы идёте по лесной дороге и видите муравейник. Станете ли вы стучаться к муравьям и объявлять: „Я принёс вам кое-какие мелочи. Я принёс вам бусы. Я дам вам ядерную энергию. Я создам для вас муравьиный рай. Отведите меня к вашему лидеру“?
Вероятно, нет.
А теперь представьте, что рабочие строят рядом с муравейником восьмиполосную автомагистраль. Поймут ли муравьи, на какой частоте общаются между собой рабочие? Поймут ли они хотя бы, что такое восьмиполосная автомагистраль? Точно так же любая разумная цивилизация, добравшаяся до Земли со звёзд, по определению должна обгонять нашу на тысячи, а то и на миллионы лет, и нам, может быть, нечего им предложить. Иными словами, мы слишком много о себе воображаем, если считаем, что инопланетяне полетят за триллионы триллионов километров, чтобы просто встретиться с нами».
Впрочем, возможно, более развитые цивилизации на самом деле следят за нами, но имеют при этом совсем не ту внешность, как у инопланетян в популярных кинофильмах, и непонятное людям поведение. Каку перечисляет версии о внешнем виде инопланетных гостей.
Можно предположить, что где-то во Вселенной есть цивилизация разумных пчёл или существ, похожих на пчёл, с таким же, как у пчёл, подходом к выживанию: значение имеет не индивидуальность, а вид или группа в целом. «В таком обществе рабочая пчела, отправляющаяся каждый день на поиски пыльцы, не имеет особой ценности и легко заменима». Если подобная пчела отправляется в космическое путешествие, то при таком подходе не потребуется обеспечивать её возвращение обратно: визит на Землю станет для неё дорогой в один конец.
Если мы встретим инопланетянина-пчелу, который будет выполнять на нашей планете свою главную задачу, он, скорее всего, не обратит на нас внимания, и наши ценности будут ему непонятны. А пластинки, отправленные в космос с межпланетными станциями «Пионер-10» и «Пионер-11», пчеле будут и непонятны, и неинтересны.
Внешность инопланетян определяется условиями их обитания. Сейчас астрономы полагают, что «самые многочисленные зоны возможной жизни во Вселенной — это не землеподобные планеты, где существа могут купаться в теплом свете звезды, а ледяные спутники планет-гигантов вроде Юпитера, которые отделяют от звезды миллиарды километров. На Европе, спутнике Юпитера, под ледяной коркой, скорее всего, скрывается жидкий океан, разогреваемый приливными силами. Поэтому самой распространённой формой жизни во Вселенной могут оказаться обитатели ледяных лун газовых гигантов, похожих на Юпитер.
Вероятнее всего, что первыми встреченными нами инопланетянами будут водные жители. Другой вопрос — как эти водные жители смогли бы развить свою цивилизацию, будучи скрытыми ледяной коркой от Вселенной и не имея возможности пользоваться электроникой. Возможно, их путь развития совсем не похож на путь землян.
Каку рассказывает о теории учёного Пола Дэвиса. Дэвис считает, что цивилизация, обогнавшая землян в развитии на тысячи лет, могла вовсе отказаться от биологических тел: «Я считаю весьма вероятным — и, по существу, даже неизбежным, — что биологический разум окажется всего лишь преходящим явлением, коротким этапом эволюции разума во Вселенной.
Если мы когда-нибудь встретимся с внеземным разумом, я считаю, что он с ошеломляющей вероятностью окажется постбиологическим по своей природе». Но настолько продвинутая цивилизация, говорит Дэвис, наверняка создала виртуальные реальности, которые намного интереснее и увлекательнее реальности настоящей. «Сегодняшняя наша виртуальная реальность — детская игрушка по сравнению с виртуальной реальностью цивилизации, обогнавшей нас в развитии на тысячи лет».
Если такие постбиологические сущности всё-таки захотят встретиться с нами, они, скорее всего, направят на Землю вместо себя органические/механические суррогаты или аватары, которые лучше перенесут тяготы межзвездного перелёта. Ведь и мы сами так поступили, когда отправили на Марс не людей, а аппараты!
Как будет выглядеть гибель Млечного Пути?
Картину гибели нашей галактики рисует Митио Каку в другой своей книге «Гиперпространство: Научная одиссея через параллельные миры, дыры во времени и десятое измерение».
Галактика Млечный Путь, в которой находится наша родная планета Земля, погибнет через несколько миллиардов лет. Сейчас навстречу ей движется со скоростью 125 километров в секунду другая галактика (или туманность) Андромеды, и через 5—10 миллиардов лет они столкнутся. Каку описывает эту схватку:
Если наблюдать за происходящим из космоса, можно увидеть, как Андромеда сначала столкнется с Млечным Путём, а потом медленно вберёт его в себя.
Люди не могут увидеть в режиме реального времени столкновение галактик, но могут смоделировать его на компьютере. Как показывает эта модель, гравитационное притяжение большей из них — туманности Андромеды — постепенно пересилит гравитацию меньшей (Млечного Пути), и после нескольких оборотов меньшая галактика окажется «съеденной». Впрочем, даже когда звёзды соседних галактик начнут сталкиваться, наше Солнце, возможно, долго ещё будет дожидаться своей очереди, преодолевая огромные космические пространства.
Человечество или другая цивилизация, которая будет жить на Земле в далёком будущем, может не увидеть процесс поглощения галактик и по другой причине: Солнце может погаснуть ещё до того, как нашу галактику начнёт поглощать туманность Андромеды.
Митио Каку (фото: wikipedia.org) и обложка его книги «Гиперпространство: Научная одиссея через параллельные миры, дыры во времени и десятое измерение»
Что будет, если упасть в чёрную дыру?
«Если Солнце сжать так, чтобы его радиус был равен 3 км, оно станет чёрной дырой». Британский космолог и астрофизик Мартин Рис пишет в книге «Всего шесть чисел. Главные силы, формирующие Вселенную», что в нашей Галактике много миллионов чёрных дыр. Это — конечные состояния звёзд или результат их столкновения.
Чтобы найти в космосе чёрную дыру, нужно вести наблюдения за гравитационным воздействием, которое дыра оказывает на другие тела или лучи света, проходящие близко от неё. Если вокруг чёрной дыры вращается обычная звезда, образуя двойную систему, обнаружить такую чёрную дыру проще: «Видимая звезда имеет массу меньше, чем у тёмного объекта (вместо того, чтобы быть в тысячу или более раз тяжелее, как звезда по сравнению с планетой), и поэтому обращается по более широкой и быстрой орбите».
В центрах галактик находятся самые большие чёрные дыры. Они «выдают» себя интенсивным свечением окружающего их газа, либо очень быстрым движением ближних звёзд, проходящих неподалёку от них. В центре нашей Галактики тоже есть чёрная дыра. Она весит как два с половиной миллиона Солнц, а её радиус — 6 миллионов километров. В центре других галактик есть ещё более гигантские чёрные дыры, размером как вся Солнечная система, и весят они как несколько миллиардов Солнц.
Что происходит внутри чёрной дыры? В чёрных дырах другое время и другое пространство. Время идёт очень медленно. Пространство искажено так сильно, что кажется, будто оно всасывается внутрь. Свет движется по сложной траектории, не имея возможности вырваться за пределы чёрной дыры, и всасывается вместе с пространством. При этом внешняя Вселенная за границами чёрной дыры выглядит ускоренной.
Если бы человек падал вертикально на поверхность Земли, то его тело немного вытянулось бы в длину. Человек, падающий в чёрную дыру, имеющую массу звезды, испытает чудовищное воздействие силы тяготения, превращающей его в «спагетти» и разрывающей на части.
Но у сверхмассивных чёрных дыр, находящихся в центрах галактик, приливные эффекты проявляются более мягко: даже после прохождения внутрь через её поверхность останется несколько часов на исследование, прежде чем слишком большое приближение к центральной сингулярности станет чрезвычайно неприятным.
Мартин Рис (фото: wikipedia.org) и обложка его книги «Всего шесть чисел. Главные силы, формирующие Вселенную»
Есть ли разумная жизнь… на Земле?
Вот такой вопрос задаёт американский астроном, астрофизик и популяризатор науки Карл Саган в одной из глав книги «Голубая точка. Космическое будущее человечества». Странный вопрос, не правда ли? Ведь очевидно же, что на Земле есть разумная цивилизация, и мы, люди — её представители.
Но подождите. А будет ли это очевидно исследовательскому зонду инопланетян?
Не считая тонкой живой плёнки, покрывающей поверхность Земли, да пролетающего в небе космического корабля, а также радиосигналов, наше влияние на Вселенную практически равно нулю.
Она ничего не знает о нас.
Так пишет Карл Саган, предлагая нам эксперимент. Представьте, что вы — инопланетный учёный, отправившийся в Солнечную систему. Долетев до Земли, вы анализируете то, что видите, но не вступаете с жителями Земли в контакт.
Вы заметите на планете большое количество субстанции, похожей на жидкую воду, а в атмосфере — много кислорода, но для вас странно, что это действительно вода и кислород: ведь во всей Солнечной системе больше нет планет с таким же количеством воды и с таким же воздухом.
Вам покажется странным, что в атмосфере Земли много метана — так много, что он не успевает разложиться на составляющие (земляне знают, что метан в атмосфере — продукт жизнедеятельности сельскохозяйственных животных, но инопланетянину это не очевидно). Вы придёте к выводу, что этот метан имеет биологическое происхождение.
Итак, в реконструкции Сагана первым признаком хоть какой-то биологической активности на Земле для инопланетян стал метан в атмосфере.
Не красивые рисунки на металлической табличке, которые создала, кстати, жена Карла Сагана Линда, не мраморные статуи, произведения Моцарта и другие предметы нашей гордости — а коровьи газы.
Затем инопланетянин улавливает радиоволны и, проанализировав их, приходит к выводу, что они — продукт разума. Пытаясь рассмотреть этих разумных существ лучше, инопланетянин увеличивает детализацию своего телескопа и видит в него круги, прямые линии, квадраты, не проливающие, впрочем, свет на облик разумных землян.
Вероятно, вы лишь сможете заключить, что доминирующие на этой планете формы жизни одновременно проявляют склонности к территориальности и элементарной геометрии.
Разглядывая эти узоры из линий и пятен дальше, инопланетянин может решить, что разумные существа здесь — автомобили, которые организованно и терпеливо передвигаются по линиям. А люди в этой системе будут лишь паразитами.
В целом реконструируемую экспедицию на Землю можно считать успешной: здесь обнаружены благоприятные условия для жизни и сама жизнь.
Но вместе с тем есть и странные явления, которые можно охарактеризовать как процесс самоуничтожения. Саган пишет:
С орбиты вы видите: несомненно, что-то на этой планете пошло не так. Доминирующие организмы, кем бы они ни были, — те, кто приложил столько сил для окультуривания поверхности планеты, — одновременно разрушают озоновый слой, сводят леса, допускают эрозию почв и устраивают колоссальные неконтролируемые эксперименты над климатом своего мира. Разве они не замечают, что происходит? Они равнодушны к собственной судьбе? Они не в состоянии вместе позаботиться об окружающей среде, от которой зависит их существование?
Вы решаете, что, пожалуй, следует пересмотреть гипотезу о наличии разумной жизни на Земле.
Коллекция научно-популярных книг на тему изучения и освоения космоса в приложении «НЭБ Свет»:
- Владимир Сурдин. Астрономия. Популярные лекции. МЦНМО
- Митио Каку. Будущее разума. АНФ
- Мартин Рис.
Всего шесть чисел: Главные силы, формирующие Вселенную. АНФ - Сергей Попов. Вселенная: Краткий путеводитель по пространству и времени: от Солнечной системы до самых далеких галактик и от Большого взрыва до будущего Вселенной. АНФ
- Митио Каку. Гиперпространство: научная одиссея через параллельные миры, дыры во времени и десятое измерение. АНФ
- Карл Саган. Голубая точка. Космическое будущее человечества. АНФ
- Михаил Никитин. Происхождение жизни. От туманности до клетки. АНФ
- Дэвид Дойч. Структура реальности: Наука параллельных вселенных. АНФ
- Стивен Хокинг. Теория всего. От сингулярности до бесконечности: происхождение и судьба Вселенной. АСТ
от Солнечной системы до самых далеких галактик и от Большого взрыва до будущего Вселенной [
Здесь речь пойдет о так называемых нормальных звездах – объектах, в недрах которых идет термоядерный синтез. В результате этих реакций легкие элементы, начиная с обычного водорода, превращаются в тяжелые.
Для запуска синтеза нужны достаточно высокие температура и плотность. Обе величины регулируются массой звезды, что задает нижний предел на ее массу, который зависит от химического состава и обычно составляет примерно 0,08 массы Солнца. Более легкие объекты относят к бурым (коричневым) карликам. Самые массивные звезды, рождающиеся сейчас в нашей Галактике, имеют массы менее 200 солнечных.
Звезды, видимые нами на ночном небе, входят в состав нашей Галактики. Типичные расстояния между звездами в солнечной окрестности измеряются световыми годами. Многие звезды входят в состав кратных систем. Самым простым примером являются двойные звезды, обращающиеся вокруг общего центра масс, но есть связанные системы из трех, четырех и даже шести звезд.
Эволюция звезды в первую очередь связана с характером протекания термоядерных реакций в их недрах. Он зависит в основном от массы звезды. На втором месте стоит химический состав, от которого также зависят многие параметры, но состав молодых звезд варьируется в не слишком больших пределах: примерно на 70–75 % звезды состоят из водорода и на 25–28 % из гелия, на долю более тяжелых элементов обычно приходится менее 2 % массы.
Продолжительность жизни звезды зависит от ее массы. Для самых тяжелых объектов это время составляет около миллиона лет. Для самых легких – многие десятки миллиардов. В конце своей жизни звезды в основном превращаются в компактные объекты: белые карлики, нейтронные звезды или черные дыры. Образование нейтронных звезд (и в некоторых случаях черных дыр) сопровождается вспышкой сверхновой.
Краткий путеводитель по вселенной Стивена Кинга – Weekend – Коммерсантъ
«Касл-Рок». Создатели Сэм Шоу, Дастин Томасон, 2018–2019
Фото: Bad Robot, Warner Bros.
На HBO вот-вот закончится сериальный хит «Чужак» — экранизация относительно нового романа Стивена Кинга, который, однако, мало чем отличается от старых. Несчастные дети, бейсбольные тренеры, неутешительный диагноз институту семьи и власти, закрученный сюжет — вселенная Кинга не меняется много лет, и, возможно, именно в этой стабильности кроется секрет его успеха.
Ее воспроизводят не только в бесконечных экранизациях Кинга, но и в сериалах, формально не имеющих к нему отношения, вроде «Очень странных дел» или «Мне это не нравится». Никита Солдатов изучил главные элементы мира Стивена Кинга и составил по нему краткий путеводитель
Она не хотела переезжать в Мэн и протестовала, когда Вик выложил ей эту идею. Несмотря на то что они не раз проводили здесь отпуск, она всегда считала этот штат лесной глушью, где зимой лежит снег глубиной в двадцать футов и люди оказываются отрезанными от внешнего мира. Ее пугала мысль о переезде в подобное место с маленьким ребенком. Донна заявила, что в такой ситуации ей останется только наглотаться таблеток или сунуть голову в духовку.
«Куджо»
Пришло время оборотню объявиться именно здесь — в этом маленьком городишке штата Мэн, где раз в неделю устраивается церковный ужин с жареными бобами, где маленькие мальчики и девочки все еще приносят своим учителям яблоки и где местный еженедельник с религиозным трепетом сообщает о загородных прогулках, организуемых Клубом пожилых горожан.
«Цикл оборотня»На следующей неделе газета сообщит о других, гораздо менее приятных вещах.
Штат Мэн
Карта штата Мэн по произведениям Стивена Кинга
Фото: reddit.com/r/stephenking
Стивен Кинг первым разглядел ужас тихих захолустных городков и перенес действие из привычных для триллеров мегаполисов в провинцию. Причем не просто в провинцию, а в свой родной штат Мэн. До Кинга Мэн был белым пятном на литературной карте Америки: о нем помнили разве что фанаты Лавкрафта, изредка поселявшего там своих монстров. Что идеальнее места для триллера не придумать, Кинг понял в начале карьеры — действие его первого изданного романа «Кэрри» (1974) уже разворачивалось именно здесь. Один из самых малонаселенных штатов США, почти на 90% покрытый лесом, Мэн состоит из множества маленьких городов, настолько изолированных друг от друга, что там может случиться что угодно, и никто об этом не узнает.
Как замечал Кинг в одном из интервью: «В Мэне люди легко исчезают и легко возвращаются — иногда живыми мертвецами». Тюрьма Шоушенк, кладбище домашних животных, городок Касл-Рок, где живет бешеный сенбернар Куджо, школа, где учится Кэрри, канализация, где живет пожирающий детей клоун,— все эти места находятся в Мэне. Сам Кинг любит Мэн не только за идеальные декорации для триллеров: только в этой дремучей глуши он может спокойно писать, не боясь назойливых фанатов.
В Мэне все иначе, ты знаешь тех, кто подходит за автографом, но чем дальше от дома, тем больше мест, где люди просто не в силах поверить, что я существую. Чувствуешь себя каким-то уродом.
«Сердце, в котором живет страх. Стивен Кинг. Жизнь и творчество» (2010)
Одна из причин, почему я живу в Бангоре,— его удаленность: если кто-то хочет ко мне попасть, то должен проявить недюжинное упорство. Нужно очень сильно захотеть сюда добраться.
«Сердце, в котором живет страх. Стивен Кинг. Жизнь и творчество»
— Я увидела, что там у вас лежит рукопись,— продолжала она, медленно наклоняя раскрытую правую ладонь. Капсулы наконец соскользнули с нее и упали в левую руку.
— Это не о Мизери, я поняла.— Она взглянула на него с легким неодобрением, впрочем, смешанным, как и в прошлый раз, с любовью. Она смотрела на него, как мать.
— А что, если я ее прочту? Вы не возражаете, если я почитаю?
— Нет…— Кости его разбились вдребезги, и в ноги вонзились бесчисленные осколки битого стекла.— Нет.
— Дело в том, что я никогда бы не решилась так поступить без вашего позволения,— серьезно произнесла она.— Я слишком вас уважаю. По правде говоря, Пол, я ведь вас люблю.
— Вашу фантазию,— сказала она.— Ваше творчество. Я только это имела в виду.
Он пробормотал в отчаянии, хотя думать мог лишь об одном:
— Я знаю.
«Мизери»Вы — моя самая большая поклонница.
Поклонники
Стивен Кинг с фанатом, 1985
Фото: scopefeatures / Vostock Photo
Самый читаемый писатель Америки, если не мира, в середине 1980-х Стивен Кинг стал объектом настоящего культа: одержимые поклонники готовы были купить любую книгу с его именем на обложке, как говорил один его издатель — хоть телефонный справочник. После выхода нового романа фанаты заваливали издательство письмами, а самые настойчивые звонили Кингу прямо домой и просили то пристроить 1000-страничный роман об оборотнях, то изгнать злых духов из соседа, то прислать денег. Просьбами дело не ограничивалось: один читатель прислал Кингу посылку со скелетами котят, другой публично обвинил его в убийстве Джона Леннона, третий и вовсе забрался к нему домой, обвинил Кинга в плагиате и грозился все сжечь. Обошлось без жертв: полиция арестовала нарушителя, а Кинг — чуть ли не первым во всем штате Мэн — установил камеры наблюдения.
Особенно Кинга пугало, что фанаты хотят, чтобы он считался с их требованиями, и проявляют агрессию, когда он отказывается дать автограф или переписать финал, где погибает ребенок. Такую недовольную фанатку, силой вынуждающую писателя дописать роман, он сделал главной героиней «Мизери» (1987). С течением времени, впрочем, страх за себя сменился страхом за семью: в 2006 году он написал «Историю Лиззи», в которой сумасшедший фанат преследует родственников умершего писателя.
При выборе стези писателя тебя не предупреждают о письмах от безумцев и кошачьих костях в почтовом ящике или о том, что у твоего дома будет останавливаться экскурсионный автобус и люди будут толпиться у твоей калитки, щелкая фотоаппаратами
«Сердце, в котором живет страх. Стивен Кинг. Жизнь и творчество»
Опасность, с которой сталкивается успешный писатель в Америке, состоит в том, что, как только ты становишься известным, тебя хотят сожрать.
Интервью (2010)Тут сложился эдакий каннибалистский культ звезд: сначала человека возносят на пьедестал, а потом съедают его.
Наверное, я вновь переболел болезнью второкурсника: им всегда кажется, что после первого успеха обязателен провал. Кстати, на одной из лекций по курсу американской литературы профессор сказал, что из всех американских писателей только Харпер Ли удалось избежать панического страха за вторую книгу.
«Мешок с костями»
Творческий кризис
«Мизери». Режиссер Роб Райнер, 1990
Фото: Castle Rock Entertainment; Nelson Entertainment
«Сияние». Режиссер Стэнли Кубрик, 1980
Фото: Warner Bros./Hawk Films/Peregrine/Producers Circle
Чаще всего протагонистами у Кинга оказываются писатели на грани нервного срыва, разочарованные в своих произведениях или страдающие из-за писательского блока.
По Кингу, жизнь писателя — не просто муки творчества, а реальное мучение: сумасшедшие фанаты, злые критики, обвинения в плагиате, нервные срывы. Возненавидевший свои сентиментальные бестселлеры Пол Шелдон («Мизери»), сходящий с ума в затянувшемся творческом кризисе Джек Торренс («Сияние», 1977), пытающийся вернуть вдохновение с помощью призраков Майк Нунэн («Мешок с костями», 1998) — все в разной степени отражали муки самого Кинга. Первый раз Кинг решил завязать с литературой, едва начав, когда 30 издательств отказались печатать его роман «Кэрри». Продолжить заставила жена, которая вытащила рукопись из помойки и отправила в очередное издательство, где ее приняли. Следующий кризис случился, когда после выхода двух романов о писателях — «Жребия Салема» (1975) и «Сияния» — критики объявили, что книги Кинга не литература, а жвачка для мозгов. Сам Кинг с этим тезисом то соглашался, называя свои произведения «литературным эквивалентом биг-мака» и бросая писать, то спорил, называя главных американских критиков Гарольда Блума и Митико Какутани недальновидными снобами, которые только способствуют «укреплению кастовой системы» в литературе.
«Я не могу писать»,— сказал я голосу во сне. Голос ответил, что могу. Голос заявил, что психологического барьера больше нет.
— Я боялся писать,— услышал я свой голос.— Я боялся даже попытки писать.
Откровение это вырвалось у меня вечером, накануне того дня, когда я наконец-то улетел в Мэн, когда я уже крепко набрался. К концу отпуска я пил практически каждый вечер.
— Меня пугает не сам психологический барьер. Меня пугает его слом. Я в полной заднице, мальчики и девочки, в полной заднице.
«Мешок с костями»
Наркотики — часть отрицательного опыта. Мне кажется, это темная сторона той одержимости, которая и делает из нас писателей, побуждает излить чувства на бумаге. Для меня и письмо своего рода наркотик. Если я не пишу… у меня от одной мысли кошки на душе скребут.
«Сердце, в котором живет страх. Стивен Кинг. Жизнь и творчество»
Боже, как же ему необходимо было выпить. Стаканчик выпивки. Всего лишь один стаканчик, чтобы привести себя в норму. А во всем отеле не было ничего крепче кулинарного хереса. Сейчас спиртное требовалось ему в качестве лекарства, не более того. После сильных потрясений алкоголь в небольших дозах рекомендуют даже медики. Как анестезию. Он выполнил свой долг и заслужил порцию лекарства, чтобы снять стресс. Чего-то посильнее экседрина. Но ничего не было.
«Сияние»
Зависимость
«Сияние». Режиссер Стэнли Кубрик, 1980
Фото: Warner Bros./Hawk Films/Peregrine/Producers Circle
В каждом втором романе Стивен Кинг — алкоголик и наркоман — рассказывает о борьбе с зависимостью. Победой эта борьба заканчивается нечасто: в «Сиянии» бросить пить мешают злые духи, в «Жребии Салема» — вампиры, а герою «11/22/63» (2011) вообще проще отправиться в прошлое и спасти Кеннеди, чем бросить курить.
Если с зависимостью и удается справиться, то чудом: в «Под куполом» (2009) невидимый купол отрезал город от остального мира и заодно от поставки опиоидных обезболивающих, в «Возрождении» (2014) героиновую зависимость вылечивали с помощью магического электричества. Альтернатива чуду — мафия: в «Корпорации “Бросайте курить”» (1978) она обещала убить семью главного героя, если он не избавится от вредной привычки. Сам Кинг к концу 1980-х перепробовал все — от ополаскивателей для рта и сиропа от кашля до ЛСД — но предпочитал пиво и кокаин. Свои главные романы — «Сияние», «Оно» (1986) и «Мизери» — Кинг писал пьяным или под кайфом, «Томминокеров» (1987) печатал, затыкая ватой нос, чтоб после кокаина не шла кровь, а как создавался роман «Куджо» (1981), он просто не помнит. Неудивительно, что бросать он не только не торопился, но и опасался — чтобы не поставить под угрозу саму способность писать. Помогли внешние силы: в 1987 году жена поставила ему ультиматум, и за следующие два года он бросил пить и употреблять наркотики.
Подробностей переходного периода Кинг не разглашает, но говорит, что для него борьба с зависимостью была страшнее любого хоррора.
Кокаин был для меня как включатель. Я начал примерно в 1979 году и нюхал лет восемь. Не сказать, что безумно долго я на нем сидел, но это дольше, чем длилась Вторая мировая. И по ощущениям было на как войне.
Интервью (2000)
Каждый алкоголик может рассказать историю про то, как он достиг дна. Со мной это случилось, когда я пришел на матч сына в Младшей бейсбольной лиге с банкой пива в бумажном пакете, а его тренер мне сказал: «Если там алкоголь, вам придется уйти». И тогда я подумал: «Вот об этом никому никогда нельзя рассказывать». Это я запомнил.
Интервью (2013)
Каждый суеверный болельщик знает: если не смотришь игру несколько минут, благосклонность высших сил к команде повышается, но я делаю это потому, что просто боюсь смотреть.
«Болельщик» (2004)Я мог смотреть от начала и до конца «Ночь живых мертвецов» и «Техасскую резню», но бейсбол, особенно затянувшаяся игра, рвет мои нервы в клочья.
Бейсбол
«Куджо». Режиссер Льюис Тиг, 1983
Фото: Sunn Classic Pictures Inc., TAFT Entertainment Pictures
Чтобы чем-нибудь занять себя, отказавшись от алкоголя и наркотиков, в конце 1980-х Кинг устроился тренировать городскую детскую бейсбольную команду. Бейсбол он обожал с детства, но стеснялся в одиночку и тем более с матерью ходить на бейсбольные матчи, куда все остальные ребята приходили с отцами, которые еще и учили их играть по выходным. Отец ушел из семьи, когда Кингу было два года: не имея возможности практиковать любимую игру, Кинг провел детство, изучая теорию и историю бейсбола. Во взрослом возрасте бейсбол не только помог справиться с абстинентным синдромом, но и с очередным профессиональным кризисом: его эссе о том, как детская сборная Бангора готовится к чемпионату штата, напечатал The New Yorker, признав в Кинге писателя и положив конец его единогласному презрению в среде интеллектуалов.
Гонорар Кинг пожертвовал своим подопечным, добавив еще полтора миллиона долларов на строительство нового стадиона. Связанные с бейсболом атрибуты разбросаны по всем романам Кинга: в «Нужных вещах» (1991) заколдованная бейсбольная карточка становится символом разрушенных подростковых надежд, в «Чужаке» (2018) на бейсбольном стадионе рушится жизнь невинного человека, в «Куджо» бейсбольная бита становится средством спасения, а в «Девочке, которая любила Тома Гордона» (1999) главная героиня заводит воображаемую дружбу с игроком Boston Red Sox. Последний роман, к слову, поделен не на главы, а — как бейсбольный матч — на иннинги. Но и это не самая бейсбольная книга Кинга. Роман «Болельщик» (2004), написанный в соавторстве со Стюартом О’Нэном, представляет собой сложенные вместе дневники двух фанатов Boston Red Sox за сезон 2004 года. Роман документальный — дневники принадлежали самим Кингу и О’Нэну.
Чтобы отвлечься от словесной перепалки, проистекавшей на переднем сиденье, Триша погрузилась в свою любимую грезу.
«Девочка, которая любила Тома Гордона»Она сняла бейсболку «Ред сокс» и посмотрела на размашистую роспись на козырьке. Роспись эта помогала Трише настроиться на нужную волну. Роспись Тома Гордона.
Прежде чем провалиться в сон, Марк Петри нашел в себе силы удивиться в который раз странностям взрослых. Они глушат алкоголем или отгоняют снотворным такие обыденные, простые страхи, как работа, деньги, любит ли меня жена, есть ли у меня друзья. Они не сталкиваются со страхами, которые переживает любой ребенок, лежащий без сна в темной комнате. Ребенку никто не верит, и никто не вылечит его от страха, что кто-то смотрит на него с потолка. Или прячется под кроватью. Он должен вести свой бой в одиночку, ночь за ночью, с единственной надеждой на постепенное угасание воображения, которое зовется взрослением.
«Жребий Салема»
Детские травмы
Стивен Кинг, 1952
Фото: из личного архива Стивена Кинга
«Оно».
Режиссер Андрес Мускетти, 2017Фото: New Line Cinema
Когда Кингу было то ли четыре, то ли пять, один из его немногих друзей попал под поезд прямо у него на глазах. После этого Кинг долгое время верил, что и сам скоро умрет — либо от полиомиелита, которым его постоянно пугала мнительная мать, либо от руки маньяка, который мерещился ему в каждых кустах. Помимо болезней и маньяков Кинг также боялся пауков, утонуть в унитазе, клоунов и советской ядерной бомбы. Справлялся со страхами маленький Стивен, сочиняя истории — в основном про Хитрого Кролика, который вместе с командой друзей ездит на старом автомобиле и выручает детей, попавших в беду. У взрослого Кинга дети выручают друг друга сами: объединяясь в группы, даже очевидные лузеры становятся героями, как в «Теле» (1982) и «Оно». (Нетфликсовские «Очень странные дела» берут свое начало именно в романах Кинга.) Забитые, одинокие, предоставленные самим себе кинговские дети побеждают клоуна-убийцу («Оно»), пожирающих пространство чудищ-лангольеров («Лангольеры», 1990), правительственных спецагентов, проводящих эксперименты над людьми («Воспламеняющая взглядом», 1980), вампиров («Жребий Салема») и оборотней («Цикл оборотня», 1983).
И все это почти без помощи взрослых, которые, страдая от депрессии и алкоголизма, не только игнорируют детские страхи, но и сами становятся монстрами. Отец-абьюзер, по Кингу, страшнее древнего зла, поселившегося в стенах отеля («Сияние»), а гиперзаботливая мать хуже пожирающего детей клоуна («Оно»).
Писатель должен быть немного чокнутым, чтобы представлять себе несуществующие миры. Ты слышишь голоса, придумываешь всякие вещи, делаешь все то, что нам не велели в детстве. Нас ведь учили различать реальный мир и воображаемый. Взрослые скажут: «У тебя есть невидимый друг, как мило, скоро ты вырастешь и забудешь о нем». Только дело в том, что писатели не вырастают, они навсегда остаются детьми.
«Сердце, в котором живет страх. Стивен Кинг. Жизнь и творчество»
Я прожил необычное, рваное детство, воспитывался одинокой родительницей, которая много моталась по стране и которая — в этом я не до конца уверен — временами пристраивала нас с братом к какой-нибудь из своих сестер, потому что экономически или эмоционально не могла нас тащить.
«Как писать книги: Мемуары о ремесле», 2000Может, она всего лишь гонялась за нашим отцом, который накопил кучу самых разных счетов и потом драпанул, когда мне было два года.
Он никогда не считал себя алкоголиком. «Я — алкоголик? Да я могу остановиться в любой момент!» Ночи, которые они с Уэнди проводили в разных постелях? Ничего, как-нибудь образуется. Помятые бамперы? Ерунда, я вполне могу сесть за руль! Вот только он все чаще слышал, как жена тихо плачет в ванной. Все внезапно окончилось однажды ночью, менее чем через месяц после того, как Джек сломал руку своему сыну. Тот случай, как ему казалось, поставил жирный крест на его браке.
«Сияние»
Проблемы в семье
Стивен Кинг с семьей, 1979
Фото: scopefeatures / Vostock Photo
«Сияние».
Режиссер Стэнли Кубрик, 1980Фото: Warner Bros./Hawk Films/Peregrine/Producers Circle
Верный семьянин, из романа в роман Кинг развенчивает миф об идеальной американский семье, члены которой во всем поддерживают друг друга. В его произведениях стремление во чтобы то ни стало сохранить семью приводит к восстанию мертвых («Кладбище домашних животных», 1983), а неспособность супругов найти компромисс — к смерти («Дети кукурузы», 1978). Во «Всемогущем текст-процессоре» (1983) герой с помощью суперкомпьютера «стирает» нелюбимых жену и сына, в «Хорошем браке» (2010) от скуки и обыденности семейной жизни спасает только убийство. Главным же хоррором о дисфункциональной семье и домашнем насилии стало «Сияние»: никчемный отец и муж не может бросить жену, которую не любит, жена продолжает потакать требованиям мужа, даже когда понимает, что это грозит ей опасностью, а их маленький сын боится расстроить родителей сообщением о том, что неподалеку живет зло. Заканчивается все, разумеется, плохо.
Идея романа возникла у Кинга, когда в разгар очередного творческого кризиса и депрессии он внезапно поймал себя на мысли, что готов ударить раздражавшего его ребенка. «Сияние», кстати, стало первой книгой Стивена Кинга, подвергшейся общественной цензуре: в конце 1970-х году ее стали изымать из школьных библиотек США за осквернение традиционных семейных ценностей и изображение отца «в форме чистого зла».
Это был порочный замкнутый круг: чем сильнее я переживал и чем неадекватнее себя вел из-за того, что, как мне тогда казалось, я не состоялся как писатель, тем чаще искал прибежище в бутылке, тем самым лишь усугубляя и без того напряженную обстановку в семье, и от этого еще сильнее переживал.
«Сердце, в котором живет страх. Стивен Кинг. Жизнь и творчество»
Она посмотрела на ванну, на синюю занавеску, сдвинутую к дальнему краю, и забыла, как закончить имя мужа.
«Оно»Она просто смотрела на ванну с выражением торжественности на лице, как у ребенка, первый раз пришедшего в школу. Через мгновение она начнет кричать, и Анита Маккензи, которая жила в соседнем доме, услышит ее. Именно Анита Маккензи вызовет полицию в полной уверенности, что кто-то вломился в дом Урисов и теперь там убивают людей.
Чертова школа! Да будь она проклята! Перспектива провести там еще целых девять месяцев была равносильна заточению в могиле.
«Жребий Салема»
Школа
«Кэрри». Режиссер Брайан Де Пальма, 1976
Фото: Red Bank Films
Школа — это ад. Неуклюжий, вечно больной очкарик, в школьные годы Кинг предпочитал Лавкрафта одноклассникам, которые дразнили его и били. Впрочем, по словам самого Кинга, его школьные годы были еще ничего по сравнению с тем, что пережили его одноклассницы, которых травили по-настоящему: воспоминания о том, с чем приходилось сталкиваться в школе девочкам, легли в основу «Кэрри».
Буллинг, отсутствие полового воспитания, гормональные перепады и подростковые депрессии — в «Кэрри» Кинг описал все ужасы средней школы, о которых прекрасно знал по себе. Эти ужасы в его глазах оправдывали все — и желание разнести к чертям саму школу, как в «Кэрри», и желание расквитаться с одноклассниками, захватив их в заложники и расстреляв, как в «Ярости» (1976). Последний роман доставил Кингу немало хлопот: в 1997 году его нашли в шкафчике 14-летнего Майкла Карнила, устроившего стрельбу в школе, жертвами которой стали трое человек. Вскоре выяснилось, что это уже пятый случай, когда роман Кинга обнаружили у школьного стрелка. После этого Кинг велел издателям изъять роман из продажи и впредь его больше не печатать — до тех пор, пока в США не будет реформировано законодательство, касающееся приобретения оружия.
Я ненавидел школу. То мне казалось, что я не так одет, то считал, что у меня слишком много прыщей на лице. Я не доверяю людям, которые с нежностью вспоминают старшие классы; это верный признак того, что в школе они входили в «элиту», издевались не над ними, а они.
«Сердце, в котором живет страх. Стивен Кинг. Жизнь и творчество»
Однако все те годы не прошли бесследно, все те годы, вместившие «давай стянем у Кэрри простыню» в летнем лагере христианской молодежи, и «я нашла ее любовное письмо к Бобби Пикетту, давай размножим его и всем раздадим», и «давай спрячем где-нибудь ее трусы», и «давай сунем ей в туфли змею», и «топи ее, топи». Кэрри, которая на втором году средней школы споткнулась на уроке современного танца, растянулась на полу и отколола зуб. Кэрри, у которой всегда влажные пятна под мышками… Все это вдруг сложилось вместе, и масса стала больше критической. Последний убийственный прикол, последняя капля в чаше терпения — и все. Взрыв.
«Кэрри»
Вряд ли один небольшой роман заставил школьных стрелков сделать то, что они сделали. Это были несчастные мальчики с большими психологическими проблемами, над которыми издевались в школе и которых если не били дома, то в лучшем случае игнорировали.
Эссе «Оружие» (2013)Их сломала не моя книга, не она сделала из них убийц, они просто нашли в ней что-то близкое, потому что уже бы сломлены.
В наш просвещенный век всем известно, что психиатрия — Божий дар несчастному, измученному анальной фиксацией человечеству, поскольку позволяет избавиться от боязни согрешить, нарушив заповеди Ветхого Завета. Достаточно сказать, что в детстве отец ненавидел тебя, и ты можешь терроризировать всю округу, насиловать женщин, поджигать клубы бинго и при этом рассчитывать на оправдательный приговор.
«Ярость»
Церковь
Стивен Кинг в фильме «Кладбище домашних животных» Мэри Ламберт, 1989
Фото: Laurel Productions, Paramount Pictures
«Кэрри». Режиссер Брайан Де Пальма, 1976
Фото: Red Bank Films
Проблемы с церковью у Кинга возникли еще в детстве: он рос в семье методистов, у него были родственники-католики, и настоятель методистской церкви обещал, что эти родственники будут гореть в аду.
Ситуация тревожила маленького Кинга и впоследствии обусловила скептическое отношение к религии. Недоверие к церкви — верный признак положительного героя в его романах. Воцерковленные верующие либо разочаровываются в вере, как преподобный Джейкобс в «Возрождении», либо оказываются религиозными экстремистами, готовыми оправдывать любое безумие служением богу. В «Детях кукурузы» богу приносят в жертву всех старше 18 лет, миссис Кармоди в «Тумане» (1980) объявляет нашествие древних чудищ божьей карой и готовит убийство всех неверных, преподобный Гарднер в «Талисмане» (1984) пытает и убивает детей в церковной школе. Сам Кинг утверждает, что он не против бога, а только против церкви. Впрочем, и в этом не слишком упорствует: например, вполне терпимо относится к Церкви унитариев-универсалистов, священником которой стала его дочь Наоми.
В детстве я наслушался историй про адские муки. Где-то во мне, в глубине души, всегда будет жить тот мальчуган из методистской церкви, которого учили, что не трудом единым будет спасен человек и что грешников ад ожидает навек.
«Сердце, в котором живет страх. Стивен Кинг. Жизнь и творчество»
Притягательность религиозной мании заключается в том, что в ее силах объяснить все. Как только Бога (или дьявола) принимают за первопричину всего происходящего в тленном мире, ничего уже не остается на волю случая… и лишаются смысла попытки что-либо изменить.
«Противостояние»
Когда я стоял в задней комнате похоронного дома Пибоди и смотрел на изуродованные останки моего сына, который гораздо больше хотел попасть в Диснейленд, чем на небеса, мне было откровение. Религия — это духовный эквивалент страховой конторы, куда вы год за годом перечисляете свои взносы, а когда приходит черед получать возмещение, которое вы с таким — простите за каламбур — религиозным рвением оплачивали, выясняется, что конторы, что взяла ваши деньги, на самом деле не существует.
Тут в стремительно пустеющем зале встал Рой Истербрук.
— Преподобный,— сказал он.— Я слышал, что в бардачке вашей машины нашли бутылку хмельного. А Мерт Пибоди сказал, что когда склонился над телом вашей жены, от нее несло выпивкой. Вот вам и причина. Вот ваш смысл. У вас не хватает духу принять Божью волю? Отлично. Но оставьте в покое остальных.
«Возрождение»
Луис с трудом выносил вид жены и дочери; он завтракал молча, то и дело возвращаясь в мыслях к катастрофе, хотя направление мыслей было различным. Трагедия произошла из-за того, что Гэдж не остановился, когда они кричали ему. Луис молился, чтобы он упал, да-да, упал, чтобы разбил нос, содрал коленку, что угодно, ибо теперь он явственно слышал за поворотом гудение грузовика, одной из десятиколесных махин, снующих безостановочно туда-сюда между Бангором и фабрикой «Оринко».
«Кладбище домашних животных»
Машины-убийцы
Стивен Кинг на съемках «Максимального ускорения», 1985
Фото: Shutterstock Premier / Fotodom
«Кристина».
Режиссер Джон Карпентер, 1983Фото: Columbia Pictures Corporation; Polar Film
Как и большинство американцев, проведших 1970-е, оправляясь от последствий очередного нефтяного кризиса и ожидая ядерную войну, Кинг не большой поклонник техники: в его романах машины смертоноснее рехнувшихся фанаток, бешеных псов, мужей-абьюзеров и клоунов-убийц. Они разрушают отношения («Кристина», 1983), открывают порталы в другое измерение («Почти как “бьюик”», 2002) и грозят восстанием («Грузовики», 1973). Опасность представляют и самые обыкновенные автомобили: Кинг вообще уверен, что с машинами у американцев нездоровые отношения. Автокатастрофы случаются в его романах регулярно: в «Мертвой зоне» главный герой после столкновения с грузовиком становится экстрасенсом, в «Мизери» попавший в аварию писатель оказывается заложником фанатки, а в «Кладбище домашних животных» под колесами погибает ребенок (но потом оживает). Суеверные поклонники Кинга уверены, что машины не простили ему постоянных оскорблений и отомстили: в 1999 году Кинга, прогуливающегося по шоссе в Мэне, сбил фургон.
Результатом стали раздробленное бедро, трещины в позвоночнике, множественные переломы костей — несколько недель Кинг провел на аппарате искусственного дыхания, еще год понадобился, чтоб заново научиться ходить. После выздоровления Кинг купил и уничтожил сбивший его фургон. Хуже другое: сбивший его водитель был найден мертвым в день рождения Кинга.
Грузовик подкрался к нам, огромные колеса неслышно катили по гравию. Затаился, чтобы теперь прыгнуть на нас, поймав в круг света. Громадная хромированная решетка радиатора разве что не зарычала. В реве двигателя слышались злость и разочарование.
«Грузовики»
Через пару дней после визита Гомера Оостера «бьюик» устроил очередное светопреставление. Температура в гараже ясно показывала, что «бьюик» опять что-то готовит. Всунувшись в кабину, чтобы проверить, достаточно ли в резервуаре воды, Брайан почувствовал гудение.
«Почти как “бьюик“»Мерное, низкое, от которого глаза пульсируют в глазницах, а пломбы вибрируют в зубах.
Я боюсь машин. Они пугают меня потому, что в большинстве случаев я совершенно не представляю, как они работают. Машины и механизмы меня нервируют. Потому что они окружают нас со всех сторон. И от них никуда не скрыться.
«Секретные окна» (2000)
Наверху крупными буквами было набрано: «экстренный выпуск». Это был первый экстренный выпуск после 1980 года, когда произошел трагический взрыв на шахте «Божья коровка», унесший жизни сразу сорока шахтеров. Центральный заголовок гласил: Власти пытаются скрыть вспышку страшной эпидемии!
«Противостояние»
Лживые политики
«Мертвая зона». Режиссер Дэвид Кроненберг, 1983
Фото: CBS Paramount Network Television
Школа — зло, церковь — зло, что уж говорить о политике.
В романах Кинга представителям власти в лучшем случае плевать на граждан. Довольно часто — то по глупости, то намеренно — госслужащие буквально несут американцам смерть. В «Тумане» секретная правительственная лаборатория в процессе неудачного эксперимента выпускает на волю доисторических монстров, а власть игнорирует катастрофу и просто наблюдает, как чудища пожирают людей. В «Противостоянии» (1978) после утечки биологического оружия и вовсе пытают людей, у которых обнаружился иммунитет. Впрочем, сегодня самым важным политическим откровением Кинга признан роман «Мертвая зона» — считается, что в нем еще в 1979 году Кинг предсказал победу Трампа. Главный герой романа, бывший продавец Библий Грег Стилсон, зарабатывает состояние на незаконных сделках с недвижимостью, а затем делает политическую карьеру с помощью шантажа и популизма. Во время предвыборной кампании он разбрасывает толпе хот-доги, обещает осушить вашингтонское болото и отправить весь загрязненный воздух в космос, собрав его в полиэтиленовые пакеты, а во время президентства едва не начинает ядерную войну.
Сходство Стилсона с Трампом впечатлило не только поклонников Кинга, но и его самого: теперь он ведет антитрамповскую кампанию в твиттере, где у него более 5,5 млн подписчиков.
Внимание! Внимание! Внимание!
Вас обманывают!
Правительство лжет вам!
Пресса, курируемая военными свиньями, лжет вам!
Администрация университета лжет вам, как по ее приказу лгут и университетские врачи!
1.Никакой вакцины против супергриппа не существует!
2.Супергрипп — это не тяжелая болезнь, это смертельная болезнь.
3.Смертность может достичь 75%.
4.Вирус супергриппа был создан свиньями из засекреченных военизированных формирований Соединенных Штатов, и его утечка произошла в результате аварии.
«Противостояние»
Мой муж говорит, что его псевдоним каким-то образом ожил.
«Темная половина»Тэд не шутил, когда говорил, что Джордж Старк был не самым приятным типом. Может, он думал, что шутит, но он не шутил. Если он сам этого не понимал, то я понимала. Джордж Старк был не просто неприятным типом, на самом деле он был ужасным. С каждой новой из четырех его книг он пугал меня все больше и больше, и когда Тэд наконец решился его убить, я пошла наверх в спальню и разревелась от облегчения.
Раздвоение личности
«Сияние». Режиссер Стэнли Кубрик, 1980
Фото: Warner Bros./Hawk Films/Peregrine/Producers Circle
Ричард Бахман
Кинг, с детства обожавший «Странную историю доктора Джекилла и мистера Хайда» и фильм «Я был подростком-оборотнем», испытывает особый интерес к доппельгангерам и вообще теме перевоплощений — в его произведениях люди страдают раздвоением личности, а монстры перевоплощаются в других монстров.
Сам Кинг однажды тоже перевоплотился в другого человека. В 1976 году, когда издатели отказались печатать больше одного его романа в год, чтобы не перенасыщать рынок, Кинг начал писать под псевдонимом Ричард Бахман. Романы Бахмана, бывшего моряка, чудом вылечившегося от рака мозга и разводящего кур у себя на ферме в Нью-Гемпшире, были намного мрачнее романов Кинга и спросом у читателей не пользовались, пока в 1985 году не был раскрыт их подлинный автор. Бахмана похоронили (издатели сообщили, что он умер от «рака псевдонима»), а спустя четыре года Кинг посвятил ему роман «Темная половина». Главный герой — живущий в Мэне бывший алкоголик и автор третьесортных интеллектуальных романов — берет псевдоним, чтобы писать детективы, и все идет хорошо, пока псевдоним не оживает. Бахман, кстати, успел после смерти выпустить уже два романа — в 1996 и 2007 годах их случайно обнаружила его «вдова». Расстаться с альтер эго Кингу оказалось непросто.
Писать под псевдонимом — это как будто стать невидимкой.
«Темная половина»Чем больше я об этом думал, тем сильнее мне казалось, что это будет… как бы лучше сказать… словно я выдумаю себя заново.
В нем жили два человека,— сказала Эми.— Он сам… и созданный им персонаж. Шутер возник для того, чтобы наказать самого Морта.
— Я думаю, что Джон Шутер все-таки существовал,— сказала Эми.— Я думаю, что он был лучшим созданием Морта — персонажем, который получился настолько живым, что действительно воплотился в реальности.
«Секретное окно, секретный сад»
Читайте также:
-
«Блевать хочется от этого фильма»
Стивен Кинг и другие писатели об экранизациях своих произведений -
«Ни разу за весь роман никто не икает»
Как издатели отказывались печатать классиков
Еще больше разного — в Telegram-канале Weekend
23 апреля 2021 Возможно, звезды на небе кажутся нам ясными и чистыми лишь потому, что так далеки от нас и мы ничего не знаем об их частной жизни. Генрих Гейне На протяжении всей истории человек хотел познать космос, в котором много всего непонятного и интересного, и благодаря этому желанию совершал научные открытия и впоследствии систематизировал их в книгах. Представляем вашему вниманию научно-популярные книги о космосе! Впереди самое интересное!
1/2
Эти и другие интересные книги доступны для заказа в электронном каталоге Национальной библиотеки. Вы можете взять книги на дом по адресам: ул. Орджоникидзе, 10 и ул. Катаева, 41. |
номер 1345941
В своей новой книге «Всё ещё неизвестная Вселенная» Стивен Вайнберг освещает широкий круг вопросов: от космологических проблем он переходит к социальным, от астрономии, квантовой механики и теории науки – к ограниченности современного знания, искусству научных открытий и пользе ошибок.
номер 1387128
Удается даже разглядеть, как в дисках вокруг звезд формируются планеты. Тем не менее остается много вопросов и загадок. Что такое темное вещество и темная энергия? Как взрываются сверхновые разных типов? Как устроены черные дыры? Наконец, есть ли еще жизнь во Вселенной, и какой она может быть?Краткое описание Вселенной. Краткое руководство по физике и тайнам… | by Сергей Базанов | Space Review
Во Вселенной существует четыре основные силы взаимодействия, называемых фундаментальными. В порядке от самого сильного к самому слабому фундаментальному взаимодействию они располагаются так: сильное ядерное, электромагнитное, слабое ядерное и сила тяжести (гравитация).
Гравитация
В возрасте 23 лет Исаак Ньютон уже свободно владел базовыми методами дифференциального и интегрального исчислений. Он также изобрел телескоп-рефлектор, который использовал для наблюдения за кометой. И он дал нам понятие гравитации. Это был первый шаг к разгадке тайн нашей необъятной и загадочной Вселенной.
Напомним, что законы Ньютона заключаются в следующем:
- Движущийся объект будет оставаться в движении, а объект в состоянии покоя будет оставаться в состоянии покоя, до тех по, пока на них не действует внешняя сила.
2. Сила = масса * ускорение.
3. Для каждого действия существует равное и противоположное противодействие.
Эти первые законы физики породили промышленную революцию и, таким образом, наступила современная эпоха. Тем не менее, было несколько других важных игроков.
Электромагнитное взаимодействие
Электрическая революция произошла в значительной степени благодаря человеку, который никогда не имел даже формального образования.
Майкл Фарадей продемонстрировал свойства электричества во время своих публичных лекций. Он входил в стальные клетки и электрифицировал их, показывая, что сталь создает барьер для электричества, и что, пока вы сами не коснетесь барьера, вы будете в безопасности от электрических токов. Его закон заключается в том, что напряжение электричества может быть создано из магнитной среды. Движущийся провод в магнитном поле создает электрический ток, толкая электроны.
Если движущийся магнит создает электрическое поле, то верно и обратное. Движущееся электрическое поле приведет к магнитному полю. Они одно и то же. Единая объединяющая сила.
Джеймс Максвелл во время Гражданской войны в США рассчитал скорость волны, которая колебалась между магнитным и электрическим полями. Это волна, в которой магнитные поля создавали электрические, которые в свою очередь создавали магнитные поля, и так бесконечно. Скорость этой волны оказалась равна скорости света. На самом деле, это и был свет сам по себе!
Сильные и слабые ядерные взаимодействия
Оба этих взаимодействия (силы) работают на атомарном уровне, хотя и по совершенно противоположным причинам.
Сильные взаимодействия являются одними из самых сильных во всей Вселенной и именно они связывают составляющие частицы ядер — протоны и нейтроны. Слабое взаимодействие имеет дело с радиоактивным распадом субатомных частиц. Это то, посредством чего произвоится ядерный синтез, благодаря которому «горит» Солнце и другие звезды. Когда элемент распадается из-за воздействия слабого взаимодействия, он превращается в совершенно другой элемент. Атомы углерода с 6-ю протонами и 8-ю нейтронами, распадаются на атомы азота, с 7-ю протонами и 7-ю нейтронами. В этом случае слабое взаимодействие воздействовало на нейтрон и превращало его в протон.
Самая известная Формула Эйнштейна
Вес не постоянен. Чем быстрее вы двигаетесь, тем тяжелее вы становитесь. Масса — это энергия. Это идея самой известной формулы Эйнштейна: E = mc², или энергия = масса*(скорость света в квадрате).
Эта формула, наряду с нашими знаниями о слабом ядерном взаимодействии, помогла нам понять, что происходит внутри Солнца.
Нам посчастливилось, что наше солнце находится в такой момент своей жизни, когда оно невероятно стабильно (желтый карлик), последовательно превращая водород в гелий. Однако через миллиард лет этого уже не будет. Солнце в этот момент станет достаточно горячим, чтобы вскипятить наши океаны, и через несколько миллиардов лет после этого оно превратится в красного гиганта, настолько огромного, что поглотит нас полностью. Существует шанс, хотя и небольшой, что Земля избежит солнечной жары и выживет за пределами красного карлика Солнца. Но если она выживет, то в конечном итоге выйдет на орбиту около пояса астероидов, который будет вращаться вокруг белого карлика Солнца.
Излишне говорить, что шансы, что человечество просуществует достаточно долго, чтобы увидеть прекрасную смерть нашей звезды, невероятно малы.
Наша Солнечная система: неужели мы одни такие?
Автор фото, Thinkstock
Подпись к фото,До недавнего времени это были единственные известные нам планеты
Мы хорошо знакомы с Солнечной системой – ведь, по сути, это наш родной дом.
Названия входящих в ее состав планет, порядок их расположения (а может быть, даже расстояние от Солнца) известны многим из нас еще со школы. Однако, как выяснил корреспондент BBC Earth, наш дом не очень похож на другие.
Есть четыре внутренние планеты, расположенные ближе всего к Солнцу, они называются планетами земной группы (или твердотельными планетами). Твердая поверхность позволяет ходить по ним или осуществлять посадки космических аппаратов. Есть четыре внешние планеты (за исключением относительно небольшого, состоящего из скальных пород и льда Плутона, планетный статус которого относительно недавно был пересмотрен – теперь он считается карликовой планетой), они представляют собой гигантские газовые шары, окруженные кольцами. А между внутренними и внешними планетами расположен пояс астероидов.
Такая стройная конфигурация, правда? Собственно, около столетия у нас ничего и не было, кроме нее. Но в 1995 г. ситуация изменилась. 20 лет назад астрономы обнаружили первую экзопланету – планету, обращающуюся вокруг звезды, но не Солнца, вне Солнечной системы.
Это был газовый гигант, похожий по массе на Юпитер, который назвали 51 Пегаса b.
В последующие два десятилетия удалось открыть тысячи других планет. По некоторым оценкам, в нашей Галактике их сотни миллиардов. Таким образом, Солнечная система не уникальна.
И все-таки, несмотря на такое большое количество планетных систем, астрономы считают, что в определенном смысле Солнечная система стоит особняком. Как так?
“Становится все более очевидно, что Солнечная система нетипична”, – говорит Грегори Лафлин, планетолог из Калифорнийского университета в Санта-Крузе.
Пока еще не совсем понятно, насколько велика эта нетипичность (ведь одно дело – панк, забредший на вечер встречи ветеранов колхозного движения, совсем другое – лепрекон, скачущий по улице на единороге), но ученые уже пытаются объяснить причины особенностей Солнечной системы.
Если она окажется космологической аномалией, то, возможно, таковой является и Земля — а с нею и жизнь на нашей планете.
Иными словами, нельзя исключать нашу уникальность во Вселенной.
Уникальная система?
Стоит только примириться с мыслью о том, что планеты в космосе встречаются не реже звезд, как перед нами возникает новое открытие – поразительное разнообразие их параметров. “Мы всегда питали надежду на то, что планет в космосе много, – говорит Лафлин. – И оказалось, что это действительно так. Но найденные нами экзопланеты разительно отличаются от планет Солнечной системы”.
Автор фото, Johan Swanepoel Alamy
Подпись к фото,Астероиды исчезли из внутренних районов Солнечной системы
При помощи орбитальной обсерватории “Кеплер” астрономам удалось обнаружить тысячи экзопланет самых разнообразных составов и размеров. Оказывается, существуют совсем миниатюрные планетные системы, сравнимые по размерам с Юпитером и четырьмя из крупнейших его спутников. В других системах плоскость обращения планет находится под большим углом к плоскости вращения звезд.
Некоторые планеты обращаются вокруг двух звезд сразу — наподобие планеты Татуин с двумя солнцами из фильма “Звездные войны”.
В нашей Солнечной системе есть два типа планет – маленькие каменистые и крупные газообразные. Но астрономы пришли к выводу, что большинство экзопланет не вписывается ни в одну из этих категорий. По размерам они, чаще всего, представляют собой нечто среднее: меньше Нептуна, но крупнее Земли.
Самые маленькие из обнаруженных экзопланет могут быть каменистыми – их иногда называют сверхземлями (не совсем корректный термин, поскольку сверхземля вовсе необязательно схожа с Землей – это всего лишь планета чуть большего размера). Более крупные экзопланеты, известные как горячие нептуны, в основном состоят из газов.
Удивительно то, что многие из этих планет находятся на очень малом удалении от своих звезд – меньшем, чем расстояние между Меркурием и Солнцем. В 2009 г., когда астрономы впервые обнаружили такие близкие к звезде орбиты, большинство ученых были настроены скептически.
“Это казалось совершенно невероятным, люди просто не могли поверить, что такое бывает”, – говорит Лафлин. Однако впоследствии при помощи обсерватории “Кеплер”, запущенной в том же году, удалось подтвердить, что такой феномен не просто существует, а и весьма распространен. По всей видимости, в нашей Галактике суперземли вращаются на близких к звездам орбитах чуть ли не половине случаев.
Автор фото, NASA
Подпись к фото,Юпитер и одна из его лун
В этом, говорит Лафлин, заключается одно из самых важных отличий Солнечной системы: “Внутри орбиты Меркурия (между Меркурием и Солнцем – Ред.) нет вообще ничего. Даже астероидов”.
Еще одна странность Солнечной системы — это Юпитер. Крупные экзопланеты встречаются не так часто, и по большей части они обращаются по орбитам, сравнимым с земной или венерианской. Только примерно у двух процентов изученных звезд есть планеты размером с Юпитер на орбитах, сравнимых с юпитерианской.
“Полное отсутствие каких-либо небесных тел внутри орбиты Меркурия и массивный Юпитер на значительном удалении от Солнца — вот те два фактора, которые отличают Солнечную систему”, – отмечает Лафлин.
Никто точно не знает почему это так, но у Лафлина есть одна сложная теория — он считает, что Юпитер в свое время “блуждал” по Солнечной системе, уничтожая нарождающиеся планеты и, в конечном итоге, создав условия для формирования Земли.
Блуждающий Юпитер
Планеты рождаются вслед за своими звездами. Звезда возникает при схлопывании газового облака в плотный шар. Из остатков газа и пыли вокруг нее формируется диск, который затем и превращается в отдельные планеты.
Раньше астрономы полагали, что планеты Солнечной системы сформировались на своих нынешних орбитах. В непосредственной близости от горячей молодой звезды газ и лед находиться не могли – единственными возможными “строительными материалами” в этом регионе должны были быть силикаты и металлы, поэтому там и сформировались относительно небольшие твердые планеты. Вдали же от Солнца из газов и льдов возникли газовые гиганты, известные нам сегодня.
Автор фото, SPL
Подпись к фото,Горячие юпитеры могли мигрировать ближе к своим звездам, а потом снова отдаляться от них
Однако в процессе поиска экзопланет астрономы обнаружили газовые гиганты, обращающиеся чрезвычайно близко к своим звездам – и это притом, что температуры на таких орбитах были бы слишком высокими для возникновения этих планет.
Ученые пришли к выводу, что такие горячие юпитеры, вероятно, постепенно мигрировали ближе к своим звездам. Более того, планетарная миграция может быть весьма распространенным явлением – не исключено, что газовые гиганты Солнечной системы тоже в прошлом меняли свои орбиты.
“Раньше мы считали, что гигантские планеты находятся на своих нынешних орбитах с момента возникновения. Это был наш основополагающий постулат”, – говорит Кевин Уолш, планетолог из Юго-западного научно-исследовательского института в Боулдере, штат Колорадо. Теперь же, по его словам, этого постулата больше не существует.
Уолш — сторонник гипотезы большого отклонения (Grand Tack hypothesis), названной так в честь зигзагообразного маневра в парусном спорте. Согласно ей, Юпитер начал менять орбиту в ранний период истории Солнечной системы, причем сначала планета приближалась к Солнцу, а затем начала удаляться от светила — подобно лавирующей яхте.
В соответствии с этой гипотезой, первоначальная орбита Юпитера была несколько уже нынешней – планета сформировалась на расстоянии примерно в три астрономические единицы от Солнца (одна астрономическая единица соответствует среднему расстоянию между Солнцем и Землей).
В то время Солнечной системе было всего несколько миллионов лет — детский возраст в масштабах Вселенной, — и она все еще была наполнена газом.
По мере обращения Юпитера вокруг Солнца газ с внешней стороны орбиты поддталкивал планету ближе к светилу. Когда же за пределами юпитерианской орбиты сформировался Сатурн, это привело к возмущению газового поля, и центростремительное движение Юпитера прекратилось на расстоянии примерно в полторы астрономические единицы от Солнца.
Автор фото, NASA
Подпись к фото,Возможно, формирование Сатурна остановило процесс миграции Юпитера
После этого на Юпитер начали оказывать давление газы с внутренней стороны его орбиты, отталкивая планету во внешние регионы Солнечной системы. Поскольку с внешней стороны орбиты давить на Юпитер было уже нечему, он отдрейфовал на свою нынешнюю орбиту на расстоянии в 5,2 астрономической единицы от Солнца.
Предложенная гипотеза пришлась по душе планетологам, поскольку объясняла многие ранее непонятные феномены Солнечной системы.
Благодаря “зигзагам” Юпитера регионы Солнечной системы, лежащие далее 1 астрономической единицы от Солнца, очистились от газа — по мнению астрономов, это являлось необходимым условием для формирования Марса. В рамках предыдущих моделей возникновения Солнечной системы выходило, что Марс должен быть крупнее, чем он есть на самом деле , но в гипотезу большого отклонения реальный диаметр планеты как раз вписывается.
Гипотеза также предполагает возникновение пояса астероидов, очень сходного с тем, что мы наблюдаем в Солнечной системе, – со сходными массами, орбитами и составом небесных тел. Хотя новая модель не раскрывает причины возникновения Юпитера (ответа на этот вопрос пока ни у кого нет), она объясняет, каким образом планета оказалась на своей нынешней относительно далекой от светила орбите.
Лафлин признает, что гипотеза большого отклонения представляется излишне заумной и даже несколько маловероятной. “Она вызывает определенный скептицизм; я сам поначалу относился к ней скептически, и в какой-то степени до сих пор в ней сомневаюсь”, – говорит ученый.
Но, учитывая успех, которым пользуется эта модель, Лафлин и его коллега-планетолог Константин Батыгин из Калифорнийского технологического института в Пасадене решили ее развить. “Давайте на время оставим наше недоверие, – говорит Лафлин. – Отнесемся к гипотезе серьезно и спросим себя, к каким последствиям могла привести миграция Юпитера”.
Уничтоженные в зародыше
Оказывается, что последствия могли быть самыми серьезными. Согласно результатам компьютерных симуляций, Юпитер, добравшись до внутренних регионов Солнечной системы, начал крушить все на своем пути. Эти регионы были заполнены газом, пылью и наполовину сформировавшимися планетами – так называемыми планетезималями диаметром до 1000 км. По мере продвижения к Солнцу Юпитер пролагал дорогу сквозь весь этот материал, запуская цепочку столкновений между планетезималями, которые разбивались друг о друга вдребезги. Обломки нерожденных планет, каждый размером примерно с километр, были настолько легкими, что окружающий газ отталкивал их прямо в горнило Солнца.
Автор фото, Lynette Cook SPL
Подпись к фото,Некоторые суперземли могут быть похожи на планеты Солнечной системы
Учитывая преобладание суперземель среди обнаруженных экзопланет, велика вероятность, что и в Солнечной системе одновременно с планетезималями могло формироваться несколько таких тел. Однако вследствие блужданий Юпитера между этими суперземлями и нарождающимися планетами происходил гравитационный взаимозахват. Когда осколки планетезималей направились к Солнцу, за ними последовали и суперземли.
После того как Юпитер вернулся во внешние регионы Солнечной системы, из оставшегося после него космического мусора сформировались Земля и другие небольшие каменистые планеты. Из-за хаоса, посеянного Юпитером, у формировавшихся планет вблизи Солнца не было шанса на спасение – именно поэтому внутри орбиты Меркурия сейчас нет никаких небесных тел. Если бы не Юпитер, вместо Земли и других каменистых планет внутренние регионы Солнечной системы были бы сейчас заполнены суперземлями.
По крайней мере – в теории. Мы имеем дело с очень стройной теорией, объясняющей необычность Солнечной системы захватывающей цепью событий. Если так все и произошло на самом деле, нечто подобное, вероятно, могло случиться и с другими планетными системами. Таким образом, согласно этой гипотезе, либо в звездной системе должны присутствовать суперземли, либо же планеты, подобные Юпитеру.
Пока данные космических исследований подтверждают верность гипотезы большого отклонения. “Предварительные результаты выглядят очень хорошо, – говорит Лафлин. – В звездных системах, в которых имеются суперземли, гигантские планеты на далеких от звезды орбитах не обнаружены”.
Автор фото, NASA SPL
Подпись к фото,Мозаичное изображение Меркурия, составленное из отдельных снимков его поверхности
Чтобы удостовериться в этом, астрономам придется ждать по крайней мере до 2017 г., когда НАСА планирует запустить космический телескоп TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite).
TESS будет искать планеты, обращающиеся вокруг ближайших к Солнцу звезд, яркость которых достаточна велика для проведения точных измерений, необходимых астрономам.
И все же Лафлин не спешит объяснять строение Солнечной системы одной лишь гипотезой большого отклонения: “Пока что мы просто узнали, что Солнечная система необычна. И гипотеза – просто одна из попыток найти этой необычности рациональное объяснение. Я уверен, что в будущем появятся другие теории, звучащие не менее убедительно”.
Не такая уж редкость?
Насколько же необычна Солнечная система? “Судя по тем данным, которыми мы располагаем, системы, подобные Солнечной, встречаются нечасто”, – говорит Уолш. С другой стороны, по его словам, еще рано делать окончательные выводы, поскольку поиск экзопланет только начинается.
Автор фото, NASA
Подпись к фото,Обнаружение крупных экзопланет на далеких от их звезды орбитах требует длительных наблюдений
Тому, что до сих пор астрономам удалось обнаружить лишь несколько экзопланет, похожих на планеты Солнечной системы, есть свое объяснение. “Системы, сходные с нашей, труднее найти при помощи существующих методов обнаружения экзопланет, – говорит Джим Кастинг, планетолог из Университета штата Пенсильвания. – Из того, что мы пока не нашли много систем, похожих на Солнечную, не следует, что они не распространены”.
В частности, экзопланеты диаметром меньше земного пока еще находятся вне пределов чувствительности телескопов. Даже TESS не будет способен обнаружить планеты размером с Землю на сходных с земной орбитах вокруг звезд солнечного типа.
Да и задача обнаружения более крупных планет, схожих с газовыми гигантами Солнечной системы, потребует длительных наблюдений. Один из наиболее широко применяемых методов обнаружения экзопланет (он используется в работе “Кеплер” и будет применяться в работе TESS) – метод транзитной фотометрии, при котором по ослаблению блеска звезды во время прохождения планеты на фоне ее диска можно определить параметры планеты. Периоды обращения планет с отдаленными от светила орбитами очень велики (период обращения Сатурна, например, составляет 29 лет), так что астрономам придется ждать несколько десятилетий, прежде чем они смогут обнаружить такой транзит.
Однако в случае с суперземлями на орбитах поуже меркурианской, да и с суперземлями вообще, собранных данных уже достаточно для того, чтобы сделать определенные выводы. “Нам известно, что такие планеты весьма распространены”, – говорит Лафлин. Астрономы также знают, что газовые гиганты на орбитах, подобных юпитерианской, встречаются не так часто. А звезды солнечного типа составляют лишь 10% от всех звезд Галактики. Так что по крайней мере в этом смысле Солнечная система довольно редка.
Автор фото, B.A.E. Inc. Alamy
Подпись к фото,Вероятно, Млечный Путь насчитывает сотни миллиардов планет
Разумеется, “редкость” в данном случае – субъективный термин. По некоторым оценкам, у одной пятой всех звезд солнечного типа в Галактике есть планетные системы, схожие с нашей. Это всего пара процентов от всех звезд Млечного Пути – казалось бы, ничтожно малая величина, но следует помнить, что в Галактике насчитываются сотни миллиардов планетных систем. Один процент от этого числа все равно равен десяткам миллиардов систем, похожих на Солнечную.
“Я бы очень удивился, если бы Солнечная система действительно оказалась уникальной, – говорит Джек Лиссауэр, планетолог из Исследовательского центра Эймса в Калифорнии. – При таком количестве звезд даже один их процент не дает повода назвать это редкостью”.
Закон больших чисел
Возможно ли в других звездных системах существование похожих на Землю планет, на которых могла бы зародиться жизнь? Это еще более сложный вопрос. “У нас нет доказательств распространенности планет с условиями, похожими на земные, – говорит Лафлин. – Доказательств тому, что жизнь во Вселенной распространена, не имеется”.
Но Лиссауэр верит в закон больших чисел: “Я думаю, что похожие на Землю планеты, на которых могла бы зародиться и развиваться жизнь, существуют”.
Автор фото, NASA
Подпись к фото,Более привычный нам мир на знакомой с детства планете…
Кастинг разделяет его оптимизм: “Я не думаю, что Солнечная система уникальна. Скорее всего, существуют другие планетные системы, не особо отличающиеся от нашей. Разумеется, достоверно мы этого не знаем, вот почему нам нужно строить телескопы и проводить наблюдения”.
И тогда вместо необычности мы, возможно, обнаружим что-то очень знакомое.
Что такое Вселенная? | Что такое экзопланета? – Исследование экзопланет: планеты за пределами нашей Солнечной системы
Что такое вселенная?
Вселенная – это все. Он включает в себя все пространство, всю материю и энергию, которые оно содержит. Оно включает даже само время и, конечно же, включает вас.
Земля и Луна являются частью Вселенной, как и другие планеты и их многие десятки лун. Наряду с астероидами и кометами планеты вращаются вокруг Солнца.Солнце – одна из сотен миллиардов звезд в галактике Млечный Путь, и у большинства этих звезд есть собственные планеты, известные как экзопланеты.
Млечный Путь – всего лишь одна из миллиардов галактик в наблюдаемой Вселенной. Считается, что все они, включая нашу собственную, имеют в центре сверхмассивные черные дыры. Все звезды во всех галактиках и все остальное, что астрономы даже не могут наблюдать, являются частью Вселенной. Это просто все.
Звездообразующая туманность W51 – одна из крупнейших «звездных фабрик» в галактике Млечный Путь.Такие «звездные фабрики» могут работать миллионы лет. Пещеристая красная область на правой стороне W51 старше, что очевидно по тому, как она уже была вырезана ветрами поколений массивных звезд (которые по крайней мере в 10 раз превышают массу нашего Солнца). Пыль и газ в этом регионе уносятся еще сильнее, когда эти звезды умирают и взрываются как сверхновые. На более молодой левой стороне туманности многие звезды только начинают избавляться от газа и пыли. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех.
Хотя вселенная может показаться странным местом, это не так уж и далеко.Где бы вы сейчас ни находились, космическое пространство находится всего в 62 милях (100 км) от вас. Днем или ночью, в помещении или на улице, спите, обедаете или дремлет в классе, космическое пространство находится всего в нескольких десятках миль над вашей головой. Он тоже ниже тебя. Примерно в 12 800 километрах под вашими ногами – на противоположной стороне Земли – таится неумолимый вакуум и радиация космического пространства.
Фактически, вы прямо сейчас находитесь в космосе. Люди говорят «в космосе», как будто оно там, а мы здесь, как будто Земля отделена от остальной Вселенной.Но Земля – это планета, и она находится в космосе и является частью Вселенной, как и другие планеты. Так уж получилось, что здесь живут разные вещи, а окружающая среда у поверхности этой конкретной планеты благоприятна для жизни, какой мы ее знаем. Земля – крошечное хрупкое исключение в космосе. Для людей и других существ, живущих на нашей планете, практически весь космос является враждебной и безжалостной средой.
На этом полноцветном изображении Северная и Южная Америка показаны из космоса на высоте 22 000 миль (35 000 км) над Землей.Изображение представляет собой комбинацию данных с двух спутников. Спектрорадиометр среднего разрешения (MODIS) на борту спутника НАСА Terra собирал данные о поверхности земли в течение 16 дней, в то время как геостационарный оперативный экологический спутник NOAA (GOES) сделал снимок облаков Земли и Луны. Изображение создано Рето Штёкли, Назми Эль Салеус и Марит Йентофт-Нильсен, NASA GSFC Сколько лет Земле? Сколько лет Земле?Наша планета Земля – оазис не только в пространстве, но и во времени.Это может казаться постоянным, но вся планета – мимолетная вещь в продолжительности жизни Вселенной. Почти две трети времени с момента возникновения Вселенной Земля даже не существовала. И в нынешнем состоянии он не будет длиться вечно. Через несколько миллиардов лет Солнце расширится, поглотит Меркурий и Венеру и заполнит небо Земли. Он может даже расшириться настолько, что поглотит саму Землю. Трудно быть уверенным. В конце концов, люди только начали расшифровывать космос.
В то время как далекое будущее трудно точно предсказать, далекое прошлое – немного хуже.Изучая радиоактивный распад изотопов на Земле и в астероидах, ученые узнали, что наша планета и Солнечная система сформировались около 4,6 миллиарда лет назад.
Сколько лет Вселенной? Сколько лет Вселенной?С другой стороны, возраст Вселенной составляет около 13,8 миллиарда лет. Ученые пришли к этому числу, измерив возраст самых старых звезд и скорость расширения Вселенной. Они также измерили расширение, наблюдая за доплеровским сдвигом света от галактик, почти все из которых движутся далеко от нас и друг от друга.Чем дальше галактики, тем быстрее они удаляются. Можно было бы ожидать, что гравитация замедлит движение галактик друг от друга, но вместо этого они ускоряются, и ученые не знают почему. В далеком будущем галактики будут так далеко, что их свет не будет виден с Земли.
Другими словами, материя, энергия и все во Вселенной (включая само пространство) в прошлую субботу были более компактными, чем сегодня.
Другими словами, материя, энергия и все во Вселенной (включая само пространство) в прошлую субботу были более компактными, чем сегодня.То же самое можно сказать о любом времени в прошлом – в прошлом году, миллион лет назад, миллиард лет назад. Но прошлое не продолжается вечно.
Измеряя скорость галактик и расстояние до них от нас, ученые обнаружили, что если бы мы могли вернуться достаточно далеко, до того, как сформировались галактики или звезды начали превращать водород в гелий, все было бы так близко друг к другу и горячо, что атомы не могли бы образоваться и фотонам некуда было деваться. Чуть дальше в прошлое все было на том же месте. Или на самом деле вся вселенная (не только материя в ней) была на одну точку.
Не тратьте слишком много времени на обдумывание миссии по посещению места, где зародилась Вселенная, поскольку человек не может посетить место, где произошел Большой взрыв. Дело не в том, что Вселенная была темным пустым пространством, и в нем произошел взрыв, из которого возникла вся материя. Вселенной не существовало. Пространства не существовало. Время – часть вселенной, поэтому его не существовало. Время тоже началось с большого взрыва. Само пространство расширилось от единственной точки до огромного космоса по мере того, как Вселенная расширялась с течением времени.
Из чего сделана вселенная? Из чего состоит вселенная?Вселенная содержит всю энергию и материю. Большая часть наблюдаемого вещества во Вселенной принимает форму отдельных атомов водорода, который является простейшим атомным элементом, состоящим только из протона и электрона (если атом также содержит нейтрон, его вместо этого называют дейтерием). Два или более атомов, разделяющих электроны, составляют молекулу. Многие триллионы атомов вместе составляют частицу пыли.Смешайте несколько тонн углерода, кремния, кислорода, льда и некоторых металлов вместе, и вы получите астероид. Или соберите вместе 333000 земных масс водорода и гелия, и вы получите звезду, подобную Солнцу.
Это впечатляющее изображение, полученное с помощью инструмента SPHERE на Очень Большом телескопе ESO, является первым четким изображением планеты, захваченной в самом процессе формирования вокруг карликовой звезды PDS 70. Планета четко выделяется, она видна как яркая точка справа от центр изображения, который затемнен маской коронографа, используемой для блокировки слепящего света центральной звезды.Предоставлено: ESO / A. Мюллер и др.Ради практичности люди классифицируют сгустки материи на основе их атрибутов. Галактики, звездные скопления, планеты, карликовые планеты, планеты-изгои, луны, кольца, локоны, кометы, метеориты, еноты – все это совокупность материи, обладающая характеристиками, отличающимися друг от друга, но подчиняющаяся одним и тем же законам природы.
Ученые начали подсчитывать эти сгустки материи, и полученные цифры довольно дикие. Наша родная галактика, Млечный Путь, содержит не менее 100 миллиардов звезд, а наблюдаемая Вселенная содержит не менее 100 миллиардов галактик.Если бы все галактики были одинакового размера, это дало бы нам 10 миллиардов миллиардов (или 10 секстиллионов) звезд в наблюдаемой Вселенной.
Но вселенная, кажется, также содержит сгусток материи и энергии, которые мы не можем видеть или непосредственно наблюдать. Все звезды, планеты, кометы, каланы, черные дыры и навозные жуки вместе составляют менее 5 процентов вещества во Вселенной. Около 27 процентов остального составляет темная материя, а 68 процентов – темная энергия, ни одна из которых даже отдаленно не изучена.Вселенная, как мы ее понимаем, не работала бы, если бы темная материя и темная энергия не существовали, и они называются «темными», потому что ученые, кажется, не могут напрямую наблюдать за ними. По крайней мере, пока.
Показаны два изображения с телескопа Хаббла массивного скопления галактик Cl 0024 + 17 (ZwCl 0024 + 1652). Слева вид в видимом свете с необычными синими дугами, появляющимися среди желтоватых галактик. Это увеличенные и искаженные изображения галактик, расположенных далеко за скоплением. Их свет изгибается и усиливается огромной гравитацией скопления в процессе, называемом гравитационным линзированием.Справа была добавлена синяя заливка, указывающая на расположение невидимого материала, называемого темной материей, который математически необходим для объяснения природы и расположения видимых галактик с гравитационной линзой. Источники: НАСА, ЕКА, М.Дж. Джи и Х. Форд (Университет Джона Хопкинса). Как наш взгляд на Вселенную изменился с течением времени? Как наш взгляд на Вселенную изменился с течением времени?Человеческое понимание того, что такое Вселенная, как она устроена и насколько огромна, изменилось с течением времени.В течение бесчисленных жизней у людей было мало или совсем не было средств для понимания Вселенной. Наши далекие предки вместо этого полагались на мифы, чтобы объяснить происхождение всего. Поскольку наши предки сами изобрели их, мифы отражают человеческие заботы, надежды, чаяния или страхи, а не природу реальности.
Однако несколько веков назад люди начали применять математику, письмо и новые исследовательские принципы для поиска знаний. Со временем эти принципы совершенствовались, как и научные инструменты, в конечном итоге давая намек на природу Вселенной.Всего несколько сотен лет назад, когда люди начали систематически исследовать природу вещей, слова «ученый» вообще не существовало (исследователей вместо этого какое-то время называли «натурфилософами»). С тех пор наши знания о Вселенной неоднократно продвигались вперед. Всего около столетия назад астрономы впервые наблюдали галактики за пределами нашей собственной, и только полвека прошло с тех пор, как люди впервые начали отправлять космические корабли в другие миры.
За одну человеческую жизнь космические зонды совершили путешествие к внешней части Солнечной системы и отправили назад первые изображения четырех гигантских самых удаленных планет и их бесчисленных спутников; марсоходы впервые покатились по поверхности Марса; люди построили космическую станцию с постоянным экипажем на околоземной орбите; а первые большие космические телескопы открыли потрясающие виды на более далекие части космоса, чем когда-либо прежде.Только в начале 21 века астрономы открыли тысячи планет вокруг других звезд, впервые обнаружили гравитационные волны и получили первое изображение черной дыры.
Используя телескоп Event Horizon, ученые получили изображение черной дыры в центре галактики M87. Предоставлено: сотрудничество телескопа Event Horizon и др. Узнать больше о Black HolesБлагодаря постоянно развивающимся технологиям и знаниям, а также без недостатка в воображении люди продолжают открывать секреты космоса.Новые идеи и вдохновляющие идеи помогают в этом стремлении, а также вывести из it. Нам еще предстоит отправить космический зонд даже к ближайшей из миллиардов других звезд в галактике. Люди даже не исследовали все миры в нашей собственной солнечной системе. Короче говоря, большая часть Вселенной, которая может быть известна , остается неизвестной .
Вселенной почти 14 миллиардов лет, нашей Солнечной системе 4,6 миллиарда лет, жизнь на Земле существует, может быть, 3.8 миллиардов лет, а люди существуют всего несколько сотен тысяч лет. Другими словами, Вселенная существует примерно в 56 000 раз дольше, чем наш вид. По этой мерке почти все, что когда-либо происходило, происходило до появления людей. Так что, конечно, у нас есть множество вопросов – в космическом смысле мы только что сюда попали.
Наши первые несколько десятилетий исследования нашей собственной солнечной системы – это всего лишь начало. Отсюда, всего через одну человеческую жизнь, наше понимание Вселенной и нашего места в ней, несомненно, будет расти и развиваться так, как мы сегодня можем только представить.
Далее: В поисках жизни: мы одни?
Что такое Вселенная? | Что такое экзопланета? – Исследование экзопланет: планеты за пределами нашей Солнечной системы
Что такое вселенная?
Вселенная – это все. Он включает в себя все пространство, всю материю и энергию, которые оно содержит. Оно включает даже само время и, конечно же, включает вас.
Земля и Луна являются частью Вселенной, как и другие планеты и их многие десятки лун.Наряду с астероидами и кометами планеты вращаются вокруг Солнца. Солнце – одна из сотен миллиардов звезд в галактике Млечный Путь, и у большинства этих звезд есть собственные планеты, известные как экзопланеты.
Млечный Путь – всего лишь одна из миллиардов галактик в наблюдаемой Вселенной. Считается, что все они, включая нашу собственную, имеют в центре сверхмассивные черные дыры. Все звезды во всех галактиках и все остальное, что астрономы даже не могут наблюдать, являются частью Вселенной.Это просто все.
Звездообразующая туманность W51 – одна из крупнейших «звездных фабрик» в галактике Млечный Путь. Такие «звездные фабрики» могут работать миллионы лет. Пещеристая красная область на правой стороне W51 старше, что очевидно по тому, как она уже была вырезана ветрами поколений массивных звезд (которые по крайней мере в 10 раз превышают массу нашего Солнца). Пыль и газ в этом регионе уносятся еще сильнее, когда эти звезды умирают и взрываются как сверхновые.На более молодой левой стороне туманности многие звезды только начинают избавляться от газа и пыли. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех.
Хотя вселенная может показаться странным местом, это не так уж и далеко. Где бы вы сейчас ни находились, космическое пространство находится всего в 62 милях (100 км) от вас. Днем или ночью, в помещении или на улице, спите, обедаете или дремлет в классе, космическое пространство находится всего в нескольких десятках миль над вашей головой. Он тоже ниже тебя. Примерно в 12 800 километрах под вашими ногами – на противоположной стороне Земли – таится неумолимый вакуум и радиация космического пространства.
Фактически, вы прямо сейчас находитесь в космосе. Люди говорят «в космосе», как будто оно там, а мы здесь, как будто Земля отделена от остальной Вселенной. Но Земля – это планета, и она находится в космосе и является частью Вселенной, как и другие планеты. Так уж получилось, что здесь живут разные вещи, а окружающая среда у поверхности этой конкретной планеты благоприятна для жизни, какой мы ее знаем. Земля – крошечное хрупкое исключение в космосе. Для людей и других существ, живущих на нашей планете, практически весь космос является враждебной и безжалостной средой.
На этом полноцветном изображении Северная и Южная Америка показаны из космоса на высоте 22 000 миль (35 000 км) над Землей. Изображение представляет собой комбинацию данных с двух спутников. Спектрорадиометр среднего разрешения (MODIS) на борту спутника НАСА Terra собирал данные о поверхности земли в течение 16 дней, в то время как геостационарный оперативный экологический спутник NOAA (GOES) сделал снимок облаков Земли и Луны. Изображение создано Рето Штёкли, Назми Эль Салеус и Марит Йентофт-Нильсен, NASA GSFC Сколько лет Земле? Сколько лет Земле?Наша планета Земля – оазис не только в пространстве, но и во времени.Это может казаться постоянным, но вся планета – мимолетная вещь в продолжительности жизни Вселенной. Почти две трети времени с момента возникновения Вселенной Земля даже не существовала. И в нынешнем состоянии он не будет длиться вечно. Через несколько миллиардов лет Солнце расширится, поглотит Меркурий и Венеру и заполнит небо Земли. Он может даже расшириться настолько, что поглотит саму Землю. Трудно быть уверенным. В конце концов, люди только начали расшифровывать космос.
В то время как далекое будущее трудно точно предсказать, далекое прошлое – немного хуже.Изучая радиоактивный распад изотопов на Земле и в астероидах, ученые узнали, что наша планета и Солнечная система сформировались около 4,6 миллиарда лет назад.
Сколько лет Вселенной? Сколько лет Вселенной?С другой стороны, возраст Вселенной составляет около 13,8 миллиарда лет. Ученые пришли к этому числу, измерив возраст самых старых звезд и скорость расширения Вселенной. Они также измерили расширение, наблюдая за доплеровским сдвигом света от галактик, почти все из которых движутся далеко от нас и друг от друга.Чем дальше галактики, тем быстрее они удаляются. Можно было бы ожидать, что гравитация замедлит движение галактик друг от друга, но вместо этого они ускоряются, и ученые не знают почему. В далеком будущем галактики будут так далеко, что их свет не будет виден с Земли.
Другими словами, материя, энергия и все во Вселенной (включая само пространство) в прошлую субботу были более компактными, чем сегодня.
Другими словами, материя, энергия и все во Вселенной (включая само пространство) в прошлую субботу были более компактными, чем сегодня.То же самое можно сказать о любом времени в прошлом – в прошлом году, миллион лет назад, миллиард лет назад. Но прошлое не продолжается вечно.
Измеряя скорость галактик и расстояние до них от нас, ученые обнаружили, что если бы мы могли вернуться достаточно далеко, до того, как сформировались галактики или звезды начали превращать водород в гелий, все было бы так близко друг к другу и горячо, что атомы не могли бы образоваться и фотонам некуда было деваться. Чуть дальше в прошлое все было на том же месте. Или на самом деле вся вселенная (не только материя в ней) была на одну точку.
Не тратьте слишком много времени на обдумывание миссии по посещению места, где зародилась Вселенная, поскольку человек не может посетить место, где произошел Большой взрыв. Дело не в том, что Вселенная была темным пустым пространством, и в нем произошел взрыв, из которого возникла вся материя. Вселенной не существовало. Пространства не существовало. Время – часть вселенной, поэтому его не существовало. Время тоже началось с большого взрыва. Само пространство расширилось от единственной точки до огромного космоса по мере того, как Вселенная расширялась с течением времени.
Из чего сделана вселенная? Из чего состоит вселенная?Вселенная содержит всю энергию и материю. Большая часть наблюдаемого вещества во Вселенной принимает форму отдельных атомов водорода, который является простейшим атомным элементом, состоящим только из протона и электрона (если атом также содержит нейтрон, его вместо этого называют дейтерием). Два или более атомов, разделяющих электроны, составляют молекулу. Многие триллионы атомов вместе составляют частицу пыли.Смешайте несколько тонн углерода, кремния, кислорода, льда и некоторых металлов вместе, и вы получите астероид. Или соберите вместе 333000 земных масс водорода и гелия, и вы получите звезду, подобную Солнцу.
Это впечатляющее изображение, полученное с помощью инструмента SPHERE на Очень Большом телескопе ESO, является первым четким изображением планеты, захваченной в самом процессе формирования вокруг карликовой звезды PDS 70. Планета четко выделяется, она видна как яркая точка справа от центр изображения, который затемнен маской коронографа, используемой для блокировки слепящего света центральной звезды.Предоставлено: ESO / A. Мюллер и др.Ради практичности люди классифицируют сгустки материи на основе их атрибутов. Галактики, звездные скопления, планеты, карликовые планеты, планеты-изгои, луны, кольца, локоны, кометы, метеориты, еноты – все это совокупность материи, обладающая характеристиками, отличающимися друг от друга, но подчиняющаяся одним и тем же законам природы.
Ученые начали подсчитывать эти сгустки материи, и полученные цифры довольно дикие. Наша родная галактика, Млечный Путь, содержит не менее 100 миллиардов звезд, а наблюдаемая Вселенная содержит не менее 100 миллиардов галактик.Если бы все галактики были одинакового размера, это дало бы нам 10 миллиардов миллиардов (или 10 секстиллионов) звезд в наблюдаемой Вселенной.
Но вселенная, кажется, также содержит сгусток материи и энергии, которые мы не можем видеть или непосредственно наблюдать. Все звезды, планеты, кометы, каланы, черные дыры и навозные жуки вместе составляют менее 5 процентов вещества во Вселенной. Около 27 процентов остального составляет темная материя, а 68 процентов – темная энергия, ни одна из которых даже отдаленно не изучена.Вселенная, как мы ее понимаем, не работала бы, если бы темная материя и темная энергия не существовали, и они называются «темными», потому что ученые, кажется, не могут напрямую наблюдать за ними. По крайней мере, пока.
Показаны два изображения с телескопа Хаббла массивного скопления галактик Cl 0024 + 17 (ZwCl 0024 + 1652). Слева вид в видимом свете с необычными синими дугами, появляющимися среди желтоватых галактик. Это увеличенные и искаженные изображения галактик, расположенных далеко за скоплением. Их свет изгибается и усиливается огромной гравитацией скопления в процессе, называемом гравитационным линзированием.Справа была добавлена синяя заливка, указывающая на расположение невидимого материала, называемого темной материей, который математически необходим для объяснения природы и расположения видимых галактик с гравитационной линзой. Источники: НАСА, ЕКА, М.Дж. Джи и Х. Форд (Университет Джона Хопкинса). Как наш взгляд на Вселенную изменился с течением времени? Как наш взгляд на Вселенную изменился с течением времени?Человеческое понимание того, что такое Вселенная, как она устроена и насколько огромна, изменилось с течением времени.В течение бесчисленных жизней у людей было мало или совсем не было средств для понимания Вселенной. Наши далекие предки вместо этого полагались на мифы, чтобы объяснить происхождение всего. Поскольку наши предки сами изобрели их, мифы отражают человеческие заботы, надежды, чаяния или страхи, а не природу реальности.
Однако несколько веков назад люди начали применять математику, письмо и новые исследовательские принципы для поиска знаний. Со временем эти принципы совершенствовались, как и научные инструменты, в конечном итоге давая намек на природу Вселенной.Всего несколько сотен лет назад, когда люди начали систематически исследовать природу вещей, слова «ученый» вообще не существовало (исследователей вместо этого какое-то время называли «натурфилософами»). С тех пор наши знания о Вселенной неоднократно продвигались вперед. Всего около столетия назад астрономы впервые наблюдали галактики за пределами нашей собственной, и только полвека прошло с тех пор, как люди впервые начали отправлять космические корабли в другие миры.
За одну человеческую жизнь космические зонды совершили путешествие к внешней части Солнечной системы и отправили назад первые изображения четырех гигантских самых удаленных планет и их бесчисленных спутников; марсоходы впервые покатились по поверхности Марса; люди построили космическую станцию с постоянным экипажем на околоземной орбите; а первые большие космические телескопы открыли потрясающие виды на более далекие части космоса, чем когда-либо прежде.Только в начале 21 века астрономы открыли тысячи планет вокруг других звезд, впервые обнаружили гравитационные волны и получили первое изображение черной дыры.
Используя телескоп Event Horizon, ученые получили изображение черной дыры в центре галактики M87. Предоставлено: сотрудничество телескопа Event Horizon и др. Узнать больше о Black HolesБлагодаря постоянно развивающимся технологиям и знаниям, а также без недостатка в воображении люди продолжают открывать секреты космоса.Новые идеи и вдохновляющие идеи помогают в этом стремлении, а также вывести из it. Нам еще предстоит отправить космический зонд даже к ближайшей из миллиардов других звезд в галактике. Люди даже не исследовали все миры в нашей собственной солнечной системе. Короче говоря, большая часть Вселенной, которая может быть известна , остается неизвестной .
Вселенной почти 14 миллиардов лет, нашей Солнечной системе 4,6 миллиарда лет, жизнь на Земле существует, может быть, 3.8 миллиардов лет, а люди существуют всего несколько сотен тысяч лет. Другими словами, Вселенная существует примерно в 56 000 раз дольше, чем наш вид. По этой мерке почти все, что когда-либо происходило, происходило до появления людей. Так что, конечно, у нас есть множество вопросов – в космическом смысле мы только что сюда попали.
Наши первые несколько десятилетий исследования нашей собственной солнечной системы – это всего лишь начало. Отсюда, всего через одну человеческую жизнь, наше понимание Вселенной и нашего места в ней, несомненно, будет расти и развиваться так, как мы сегодня можем только представить.
Далее: В поисках жизни: мы одни?
Что такое Вселенная? | Что такое экзопланета? – Исследование экзопланет: планеты за пределами нашей Солнечной системы
Что такое вселенная?
Вселенная – это все. Он включает в себя все пространство, всю материю и энергию, которые оно содержит. Оно включает даже само время и, конечно же, включает вас.
Земля и Луна являются частью Вселенной, как и другие планеты и их многие десятки лун.Наряду с астероидами и кометами планеты вращаются вокруг Солнца. Солнце – одна из сотен миллиардов звезд в галактике Млечный Путь, и у большинства этих звезд есть собственные планеты, известные как экзопланеты.
Млечный Путь – всего лишь одна из миллиардов галактик в наблюдаемой Вселенной. Считается, что все они, включая нашу собственную, имеют в центре сверхмассивные черные дыры. Все звезды во всех галактиках и все остальное, что астрономы даже не могут наблюдать, являются частью Вселенной.Это просто все.
Звездообразующая туманность W51 – одна из крупнейших «звездных фабрик» в галактике Млечный Путь. Такие «звездные фабрики» могут работать миллионы лет. Пещеристая красная область на правой стороне W51 старше, что очевидно по тому, как она уже была вырезана ветрами поколений массивных звезд (которые по крайней мере в 10 раз превышают массу нашего Солнца). Пыль и газ в этом регионе уносятся еще сильнее, когда эти звезды умирают и взрываются как сверхновые.На более молодой левой стороне туманности многие звезды только начинают избавляться от газа и пыли. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех.
Хотя вселенная может показаться странным местом, это не так уж и далеко. Где бы вы сейчас ни находились, космическое пространство находится всего в 62 милях (100 км) от вас. Днем или ночью, в помещении или на улице, спите, обедаете или дремлет в классе, космическое пространство находится всего в нескольких десятках миль над вашей головой. Он тоже ниже тебя. Примерно в 12 800 километрах под вашими ногами – на противоположной стороне Земли – таится неумолимый вакуум и радиация космического пространства.
Фактически, вы прямо сейчас находитесь в космосе. Люди говорят «в космосе», как будто оно там, а мы здесь, как будто Земля отделена от остальной Вселенной. Но Земля – это планета, и она находится в космосе и является частью Вселенной, как и другие планеты. Так уж получилось, что здесь живут разные вещи, а окружающая среда у поверхности этой конкретной планеты благоприятна для жизни, какой мы ее знаем. Земля – крошечное хрупкое исключение в космосе. Для людей и других существ, живущих на нашей планете, практически весь космос является враждебной и безжалостной средой.
На этом полноцветном изображении Северная и Южная Америка показаны из космоса на высоте 22 000 миль (35 000 км) над Землей. Изображение представляет собой комбинацию данных с двух спутников. Спектрорадиометр среднего разрешения (MODIS) на борту спутника НАСА Terra собирал данные о поверхности земли в течение 16 дней, в то время как геостационарный оперативный экологический спутник NOAA (GOES) сделал снимок облаков Земли и Луны. Изображение создано Рето Штёкли, Назми Эль Салеус и Марит Йентофт-Нильсен, NASA GSFC Сколько лет Земле? Сколько лет Земле?Наша планета Земля – оазис не только в пространстве, но и во времени.Это может казаться постоянным, но вся планета – мимолетная вещь в продолжительности жизни Вселенной. Почти две трети времени с момента возникновения Вселенной Земля даже не существовала. И в нынешнем состоянии он не будет длиться вечно. Через несколько миллиардов лет Солнце расширится, поглотит Меркурий и Венеру и заполнит небо Земли. Он может даже расшириться настолько, что поглотит саму Землю. Трудно быть уверенным. В конце концов, люди только начали расшифровывать космос.
В то время как далекое будущее трудно точно предсказать, далекое прошлое – немного хуже.Изучая радиоактивный распад изотопов на Земле и в астероидах, ученые узнали, что наша планета и Солнечная система сформировались около 4,6 миллиарда лет назад.
Сколько лет Вселенной? Сколько лет Вселенной?С другой стороны, возраст Вселенной составляет около 13,8 миллиарда лет. Ученые пришли к этому числу, измерив возраст самых старых звезд и скорость расширения Вселенной. Они также измерили расширение, наблюдая за доплеровским сдвигом света от галактик, почти все из которых движутся далеко от нас и друг от друга.Чем дальше галактики, тем быстрее они удаляются. Можно было бы ожидать, что гравитация замедлит движение галактик друг от друга, но вместо этого они ускоряются, и ученые не знают почему. В далеком будущем галактики будут так далеко, что их свет не будет виден с Земли.
Другими словами, материя, энергия и все во Вселенной (включая само пространство) в прошлую субботу были более компактными, чем сегодня.
Другими словами, материя, энергия и все во Вселенной (включая само пространство) в прошлую субботу были более компактными, чем сегодня.То же самое можно сказать о любом времени в прошлом – в прошлом году, миллион лет назад, миллиард лет назад. Но прошлое не продолжается вечно.
Измеряя скорость галактик и расстояние до них от нас, ученые обнаружили, что если бы мы могли вернуться достаточно далеко, до того, как сформировались галактики или звезды начали превращать водород в гелий, все было бы так близко друг к другу и горячо, что атомы не могли бы образоваться и фотонам некуда было деваться. Чуть дальше в прошлое все было на том же месте. Или на самом деле вся вселенная (не только материя в ней) была на одну точку.
Не тратьте слишком много времени на обдумывание миссии по посещению места, где зародилась Вселенная, поскольку человек не может посетить место, где произошел Большой взрыв. Дело не в том, что Вселенная была темным пустым пространством, и в нем произошел взрыв, из которого возникла вся материя. Вселенной не существовало. Пространства не существовало. Время – часть вселенной, поэтому его не существовало. Время тоже началось с большого взрыва. Само пространство расширилось от единственной точки до огромного космоса по мере того, как Вселенная расширялась с течением времени.
Из чего сделана вселенная? Из чего состоит вселенная?Вселенная содержит всю энергию и материю. Большая часть наблюдаемого вещества во Вселенной принимает форму отдельных атомов водорода, который является простейшим атомным элементом, состоящим только из протона и электрона (если атом также содержит нейтрон, его вместо этого называют дейтерием). Два или более атомов, разделяющих электроны, составляют молекулу. Многие триллионы атомов вместе составляют частицу пыли.Смешайте несколько тонн углерода, кремния, кислорода, льда и некоторых металлов вместе, и вы получите астероид. Или соберите вместе 333000 земных масс водорода и гелия, и вы получите звезду, подобную Солнцу.
Это впечатляющее изображение, полученное с помощью инструмента SPHERE на Очень Большом телескопе ESO, является первым четким изображением планеты, захваченной в самом процессе формирования вокруг карликовой звезды PDS 70. Планета четко выделяется, она видна как яркая точка справа от центр изображения, который затемнен маской коронографа, используемой для блокировки слепящего света центральной звезды.Предоставлено: ESO / A. Мюллер и др.Ради практичности люди классифицируют сгустки материи на основе их атрибутов. Галактики, звездные скопления, планеты, карликовые планеты, планеты-изгои, луны, кольца, локоны, кометы, метеориты, еноты – все это совокупность материи, обладающая характеристиками, отличающимися друг от друга, но подчиняющаяся одним и тем же законам природы.
Ученые начали подсчитывать эти сгустки материи, и полученные цифры довольно дикие. Наша родная галактика, Млечный Путь, содержит не менее 100 миллиардов звезд, а наблюдаемая Вселенная содержит не менее 100 миллиардов галактик.Если бы все галактики были одинакового размера, это дало бы нам 10 миллиардов миллиардов (или 10 секстиллионов) звезд в наблюдаемой Вселенной.
Но вселенная, кажется, также содержит сгусток материи и энергии, которые мы не можем видеть или непосредственно наблюдать. Все звезды, планеты, кометы, каланы, черные дыры и навозные жуки вместе составляют менее 5 процентов вещества во Вселенной. Около 27 процентов остального составляет темная материя, а 68 процентов – темная энергия, ни одна из которых даже отдаленно не изучена.Вселенная, как мы ее понимаем, не работала бы, если бы темная материя и темная энергия не существовали, и они называются «темными», потому что ученые, кажется, не могут напрямую наблюдать за ними. По крайней мере, пока.
Показаны два изображения с телескопа Хаббла массивного скопления галактик Cl 0024 + 17 (ZwCl 0024 + 1652). Слева вид в видимом свете с необычными синими дугами, появляющимися среди желтоватых галактик. Это увеличенные и искаженные изображения галактик, расположенных далеко за скоплением. Их свет изгибается и усиливается огромной гравитацией скопления в процессе, называемом гравитационным линзированием.Справа была добавлена синяя заливка, указывающая на расположение невидимого материала, называемого темной материей, который математически необходим для объяснения природы и расположения видимых галактик с гравитационной линзой. Источники: НАСА, ЕКА, М.Дж. Джи и Х. Форд (Университет Джона Хопкинса). Как наш взгляд на Вселенную изменился с течением времени? Как наш взгляд на Вселенную изменился с течением времени?Человеческое понимание того, что такое Вселенная, как она устроена и насколько огромна, изменилось с течением времени.В течение бесчисленных жизней у людей было мало или совсем не было средств для понимания Вселенной. Наши далекие предки вместо этого полагались на мифы, чтобы объяснить происхождение всего. Поскольку наши предки сами изобрели их, мифы отражают человеческие заботы, надежды, чаяния или страхи, а не природу реальности.
Однако несколько веков назад люди начали применять математику, письмо и новые исследовательские принципы для поиска знаний. Со временем эти принципы совершенствовались, как и научные инструменты, в конечном итоге давая намек на природу Вселенной.Всего несколько сотен лет назад, когда люди начали систематически исследовать природу вещей, слова «ученый» вообще не существовало (исследователей вместо этого какое-то время называли «натурфилософами»). С тех пор наши знания о Вселенной неоднократно продвигались вперед. Всего около столетия назад астрономы впервые наблюдали галактики за пределами нашей собственной, и только полвека прошло с тех пор, как люди впервые начали отправлять космические корабли в другие миры.
За одну человеческую жизнь космические зонды совершили путешествие к внешней части Солнечной системы и отправили назад первые изображения четырех гигантских самых удаленных планет и их бесчисленных спутников; марсоходы впервые покатились по поверхности Марса; люди построили космическую станцию с постоянным экипажем на околоземной орбите; а первые большие космические телескопы открыли потрясающие виды на более далекие части космоса, чем когда-либо прежде.Только в начале 21 века астрономы открыли тысячи планет вокруг других звезд, впервые обнаружили гравитационные волны и получили первое изображение черной дыры.
Используя телескоп Event Horizon, ученые получили изображение черной дыры в центре галактики M87. Предоставлено: сотрудничество телескопа Event Horizon и др. Узнать больше о Black HolesБлагодаря постоянно развивающимся технологиям и знаниям, а также без недостатка в воображении люди продолжают открывать секреты космоса.Новые идеи и вдохновляющие идеи помогают в этом стремлении, а также вывести из it. Нам еще предстоит отправить космический зонд даже к ближайшей из миллиардов других звезд в галактике. Люди даже не исследовали все миры в нашей собственной солнечной системе. Короче говоря, большая часть Вселенной, которая может быть известна , остается неизвестной .
Вселенной почти 14 миллиардов лет, нашей Солнечной системе 4,6 миллиарда лет, жизнь на Земле существует, может быть, 3.8 миллиардов лет, а люди существуют всего несколько сотен тысяч лет. Другими словами, Вселенная существует примерно в 56 000 раз дольше, чем наш вид. По этой мерке почти все, что когда-либо происходило, происходило до появления людей. Так что, конечно, у нас есть множество вопросов – в космическом смысле мы только что сюда попали.
Наши первые несколько десятилетий исследования нашей собственной солнечной системы – это всего лишь начало. Отсюда, всего через одну человеческую жизнь, наше понимание Вселенной и нашего места в ней, несомненно, будет расти и развиваться так, как мы сегодня можем только представить.
Далее: В поисках жизни: мы одни?
Вселенная – Вселенная сегодня
Что такое Вселенная? Это очень сложный вопрос! Независимо от того, под каким углом можно было ответить на этот вопрос, можно было бы потратить годы, отвечая на этот вопрос, и все равно едва коснуться поверхности. С точки зрения времени и пространства, он невероятно большой (а возможно, даже бесконечный) и невероятно старый по человеческим меркам. Поэтому его подробное описание – монументальная задача.Но мы, сотрудники Universe Today, полны решимости попробовать!
Так что же такое Вселенная? Если коротко, то это сумма всего сущего. Это совокупность времени, пространства, материи и энергии, которая начала расширяться около 13,8 миллиардов лет назад и с тех пор продолжает расширяться. Никто до конца не уверен, насколько обширна Вселенная на самом деле, и никто не знает, чем все это закончится. Но текущие исследования и исследования многому нас научили в ходе истории человечества.
Определение:
Термин «Вселенная» происходит от латинского слова «универсум», которое использовалось римским государственным деятелем Цицероном и более поздними римскими авторами для обозначения мира и космоса в том виде, в каком они его знали. Он состоял из Земли и всех живых существ, обитавших на ней, а также Луны, Солнца, известных тогда планет (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн) и звезд.
Освещенная иллюстрация птолемеевской геоцентрической концепции Вселенной португальским космографом и картографом Бартоломеу Велью (? -1568) в его работе «Космография» (1568).Предоставлено: Bibilotèque nationale de France, Париж,Термин «космос» часто используется как синоним Вселенной. Оно образовано от греческого слова kosmos , что буквально означает «мир». Другие слова, обычно используемые для определения целостности существования, включают «Природа» (производное от германского слова natur ) и английское слово «все», использование которого можно увидеть в научной терминологии, то есть «Теория всего» (TOE) .
Сегодня этот термин часто используется для обозначения всего, что существует в известной Вселенной – Солнечной системы, Млечного Пути, всех известных галактик и сверхструктур.В контексте современной науки, астрономии и астрофизики это также относится ко всему пространству-времени, всем формам энергии (то есть электромагнитному излучению и материи) и связанным с ними физическим законам.
Происхождение Вселенной:
Текущий научный консенсус состоит в том, что Вселенная расширилась из точки сверхвысокой плотности вещества и энергии примерно 13,8 миллиарда лет назад. Эта теория, известная как теория большого взрыва, не единственная космологическая модель для объяснения происхождения Вселенной и ее эволюции – например, есть теория устойчивого состояния или теория колеблющейся Вселенной.
Однако он наиболее широко распространен и популярен. Это связано с тем, что одна только теория Большого взрыва способна объяснить происхождение всей известной материи, законы физики и крупномасштабную структуру Вселенной. Это также объясняет расширение Вселенной, существование космического микроволнового фона и широкий спектр других явлений.
Теория большого взрыва: история Вселенной, начиная с сингулярности и с тех пор расширяясь. Предоставлено: grandunificationtheory.comРаботая в обратном направлении от текущего состояния Вселенной, ученые предположили, что она, должно быть, возникла в единственной точке бесконечной плотности и конечного времени, которая начала расширяться. Теория утверждает, что после первоначального расширения Вселенная достаточно остыла, чтобы позволить образование субатомных частиц, а затем и простых атомов. Гигантские облака этих первобытных элементов позже слились под действием силы тяжести, образуя звезды и галактики.
Все началось примерно в 13 году.8 миллиардов лет назад и, таким образом, считается возрастом Вселенной. Путем проверки теоретических принципов, экспериментов с использованием ускорителей частиц и состояний с высокой энергией, а также астрономических исследований, которые наблюдали глубокую Вселенную, ученые построили временную шкалу событий, которые начались с Большого взрыва и привели к текущему состоянию космической эволюции. .
Однако самые ранние времена Вселенной – примерно от 10 -43 до 10 -11 секунд после Большого взрыва – являются предметом обширных спекуляций.Учитывая, что законы физики в том виде, в каком мы их знаем, не могло существовать в то время, трудно представить себе, как можно было управлять Вселенной. Более того, эксперименты, которые могут создавать задействованные виды энергии, находятся в зачаточном состоянии.
Тем не менее, преобладает множество теорий относительно того, что происходило в этот начальный момент времени, многие из которых совместимы. В соответствии со многими из этих теорий момент, следующий за Большим взрывом, можно разбить на следующие периоды времени: эпоха сингулярности, эпоха инфляции и эпоха похолодания.
Также известная как Эпоха Планка (или Эра Планка), Эпоха Сингулярности была самым ранним известным периодом Вселенной. В это время вся материя была сконденсирована в единой точке бесконечной плотности и очень высокой температуры. Считается, что в этот период квантовые эффекты гравитации преобладали в физических взаимодействиях и что никакие другие физические силы не были равны по силе гравитации.
Этот планковский период времени простирается от точки 0 приблизительно до 10 -43 секунд и назван так потому, что его можно измерить только в планковском времени.Из-за высокой температуры и плотности материи состояние Вселенной было крайне нестабильным. Таким образом, он начал расширяться и остывать, что привело к проявлению фундаментальных сил физики. Примерно с 10 -43 секунд и 10 -36 Вселенная начала переходить температуры перехода.
Считается, что именно здесь фундаментальные силы, управляющие Вселенной, начали отделяться друг от друга. Первым шагом в этом была сила гравитации, отделившаяся от калибровочных сил, которые объясняют сильные и слабые ядерные силы и электромагнетизм.Затем, от 10 -36 до 10 -32 секунд после Большого взрыва, температура Вселенной была достаточно низкой (10 28 К), чтобы электромагнетизм и слабое ядерное взаимодействие также могли разделиться.
С созданием первых фундаментальных сил Вселенной началась Эпоха Инфляции, продолжавшаяся от 10 -32 секунд по планковскому времени до неизвестной точки. Большинство космологических моделей предполагают, что Вселенная в этот момент была однородно заполнена с высокой плотностью энергии и что невероятно высокие температуры и давление привели к быстрому расширению и охлаждению.
Это началось в 10 -37 секунд, когда фазовый переход, вызвавший разделение сил, также привел к периоду, когда Вселенная росла экспоненциально. Именно в этот момент времени произошел бариогенез, который относится к гипотетическому событию, когда температуры были настолько высокими, что случайные движения частиц происходили с релятивистскими скоростями.
В результате этого пары частица-античастица всех видов непрерывно создавались и разрушались в столкновениях, что, как считается, привело к преобладанию материи над антивеществом в нынешней Вселенной.После прекращения инфляции Вселенная состояла из кварк-глюонной плазмы, как и всех других элементарных частиц. С этого момента Вселенная начала охлаждаться, а материя слилась и сформировалась.
Поскольку Вселенная продолжала уменьшаться в плотности и температуре, началась Эпоха Охлаждения. Это характеризовалось уменьшением энергии частиц и продолжением фазовых переходов до тех пор, пока фундаментальные силы физики и элементарные частицы не приняли их нынешнюю форму. Поскольку энергия частиц упала бы до значений, которые могут быть получены с помощью экспериментов по физике элементарных частиц, этот период и далее является предметом меньших спекуляций.
Например, ученые считают, что примерно через 10 -11 секунд после Большого взрыва энергии частиц значительно упали. Примерно через 10 -6 секунд кварки и глюоны объединились, чтобы сформировать барионы, такие как протоны и нейтроны, и небольшой избыток кварков над антикварками привел к небольшому избытку барионов над антибарионами.
Поскольку температуры были недостаточно высокими для создания новых пар протон-антипротон (или пар нейтрон-анитнейтрон), немедленно последовала массовая аннигиляция, в результате чего остался только один из 10 10 исходных протонов и нейтронов и ни одной из их античастиц.Аналогичный процесс произошел примерно через 1 секунду после Большого взрыва для электронов и позитронов.
После этих аннигиляций оставшиеся протоны, нейтроны и электроны больше не двигались релятивистски, и в плотности энергии Вселенной преобладали фотоны и, в меньшей степени, нейтрино. Через несколько минут после расширения начался период, известный как нуклеосинтез Большого взрыва.
Благодаря падению температуры до 1 миллиарда кельвинов и плотности энергии примерно до эквивалента воздуха, нейтроны и протоны начали объединяться, образуя первый во Вселенной дейтерий (стабильный изотоп водорода) и атомы гелия.Однако большая часть протонов Вселенной оставалась несвязанной в виде ядер водорода.
Примерно через 379000 лет электроны соединились с этими ядрами, чтобы сформировать атомы (опять же, в основном водород), в то время как излучение отделились от материи и продолжило расширяться в космосе, в значительной степени беспрепятственно. Теперь известно, что это излучение составляет космический микроволновый фон (CMB), который сегодня является самым старым светом во Вселенной.
По мере расширения реликтового излучения оно постепенно теряет плотность и энергию, и в настоящее время, по оценкам, имеет температуру 2.7260 ± 0,0013 K (-270,424 ° C / -454,763 ° F) и плотность энергии 0,25 эВ / см 3 (или 4,005 × 10 -14 Дж / м 3 ; 400–500 фотонов / см 3 ). CMB можно увидеть во всех направлениях на расстоянии примерно 13,8 миллиарда световых лет, но по оценкам его фактического расстояния он находится примерно в 46 миллиардах световых лет от центра Вселенной.
Эволюция Вселенной:
В течение следующих нескольких миллиардов лет несколько более плотные области материи Вселенной (которые были почти равномерно распределены) начали гравитационно притягиваться друг к другу.Поэтому они стали еще плотнее, образуя газовые облака, звезды, галактики и другие астрономические структуры, которые мы регулярно наблюдаем сегодня.
Это то, что известно как Эпоха Структуры, поскольку именно в это время начала формироваться современная Вселенная. Он состоял из видимой материи, распределенной в структурах различного размера (от звезд и планет до галактик, скоплений галактик и суперкластеров), где сосредоточена материя и которые разделены огромными пропастями, содержащими несколько галактик.
Детали этого процесса зависят от количества и типа материи во Вселенной. Четыре предлагаемых типа – холодная темная материя, теплая темная материя, горячая темная материя и барионная материя. Однако модель Лямбда-Холодной Темной Материи (Лямбда-CDM), в которой частицы темной материи движутся медленно по сравнению со скоростью света, считается стандартной моделью космологии Большого Взрыва, поскольку она лучше всего соответствует имеющимся данным. .
Согласно этой модели, холодная темная материя составляет около 23% материи / энергии Вселенной, в то время как барионная материя составляет около 4.6%. Лямбда относится к космологической постоянной, теории, первоначально предложенной Альбертом Эйнштейном, который пытался показать, что баланс массы и энергии во Вселенной остается статическим.
В данном случае это связано с темной энергией, которая служила для ускорения расширения Вселенной и сохранения ее крупномасштабной структуры в значительной степени однородной. Существование темной энергии основано на нескольких доказательствах, и все они указывают на то, что Вселенная пронизана ею. Основываясь на наблюдениях, считается, что 73% Вселенной состоит из этой энергии.
Во время самых ранних фаз Вселенной, когда вся барионная материя находилась в более тесном пространстве, преобладала гравитация. Однако после миллиардов лет расширения растущее изобилие темной энергии привело к тому, что она стала доминировать во взаимодействиях между галактиками. Это вызвало ускорение, известное как Эпоха космического ускорения.
Время начала этого периода является предметом споров, но, по оценкам, он начался примерно через 8,8 миллиарда лет после Большого взрыва (5 миллиардов лет назад).Космологи полагаются как на квантовую механику, так и на общую теорию относительности Эйнштейна, чтобы описать процесс космической эволюции, имевший место в этот период и в любое время после инфляционной эпохи.
Путем тщательного процесса наблюдений и моделирования ученые определили, что этот эволюционный период действительно согласуется с уравнениями поля Эйнштейна, хотя истинная природа темной энергии остается иллюзорной. Более того, не существует хорошо обоснованных моделей, способных определить, что происходило во Вселенной до периода, предшествовавшего 10 90 285-15 90 286 секундам после Большого взрыва.
Однако текущие эксперименты с использованием Большого адронного коллайдера (LHC) ЦЕРН направлены на воссоздание энергетических условий, которые существовали бы во время Большого взрыва, что также, как ожидается, откроет физику, выходящую за рамки Стандартной модели.
Любые прорывы в этой области, вероятно, приведут к единой теории квантовой гравитации, где ученые, наконец, смогут понять, как гравитация взаимодействует с тремя другими фундаментальными физическими силами – электромагнетизмом, слабым ядерным взаимодействием и сильным ядерным взаимодействием.Это, в свою очередь, также поможет нам понять, что на самом деле происходило в самые ранние эпохи Вселенной.
Структура Вселенной:
Реальный размер, форма и крупномасштабная структура Вселенной были предметом постоянных исследований. В то время как самый старый свет во Вселенной, который можно наблюдать, находится на расстоянии 13,8 миллиарда световых лет (CMB), это не фактическая протяженность Вселенной. Учитывая, что Вселенная находилась в состоянии расширения в течение миллиардов лет и со скоростями, превышающими скорость света, фактическая граница простирается далеко за пределы того, что мы можем видеть.
Наши современные космологические модели показывают, что Вселенная имеет диаметр около 91 миллиарда световых лет (28 миллиардов парсеков). Другими словами, наблюдаемая Вселенная простирается от нашей Солнечной системы на расстояние примерно 46 миллиардов световых лет во всех направлениях. Однако, учитывая, что край Вселенной не наблюдается, еще не ясно, действительно ли у Вселенной есть край. Насколько мы знаем, это продолжается вечно!
Диаграмма, показывающая Вселенную Лямбда-CBR от Большого взрыва до нашей эры.Предоставлено: Алекс Миттельманн / ColdcreationВ наблюдаемой Вселенной материя распределена высоко структурированным образом. Внутри галактик он состоит из больших скоплений, то есть планет, звезд и туманностей, чередующихся с большими областями пустого пространства (то есть межпланетного пространства и межзвездной среды).
В больших масштабах все примерно так же: галактики разделены объемами пространства, заполненными газом и пылью. В самом большом масштабе, где существуют скопления галактик и сверхскопления, у вас есть тонкая сеть крупномасштабных структур, состоящих из плотных волокон материи и гигантских космических пустот.
С точки зрения формы, пространство-время может существовать в одной из трех возможных конфигураций – положительно изогнутой, отрицательно изогнутой и плоской. Эти возможности основаны на существовании по крайней мере четырех измерений пространства-времени (координаты x, координаты y, координаты z и времени) и зависят от природы космического расширения и от того, является ли Вселенная конечно или бесконечно.
Положительно изогнутая (или замкнутая) Вселенная будет напоминать четырехмерную сферу, конечную в пространстве и не имеющую видимого края.Отрицательно изогнутая (или открытая) Вселенная выглядела бы как четырехмерное «седло» и не имела бы границ ни в пространстве, ни во времени.
Различные возможные формы наблюдаемой Вселенной – где плотность массы / энергии слишком высока; слишком низко – или в самый раз, так что евклидова геометрия, в которой три угла триабле в сумме дают 180 градусов. Предоставлено: Wikipedia CommonsВ первом сценарии Вселенная должна перестать расширяться из-за переизбытка энергии. В последнем он будет содержать слишком мало энергии, чтобы когда-либо перестать расширяться.В третьем и последнем сценарии – плоская Вселенная – будет существовать критическое количество энергии, и ее расширение остановится только через бесконечное количество времени.
Судьба Вселенной:
Гипотеза о том, что Вселенная имела начальную точку, естественным образом порождает вопросы о возможной конечной точке. Если Вселенная началась с крошечной точки бесконечной плотности, которая начала расширяться, означает ли это, что она будет продолжать расширяться бесконечно? Или однажды у него закончится экспансивная сила, и он начнет отступать внутрь, пока вся материя не превратится в крошечный шар?
Ответ на этот вопрос был в центре внимания космологов с тех пор, как начались дебаты о том, какая модель Вселенной является правильной.С принятием теории Большого взрыва, но до наблюдения темной энергии в 1990-х годах космологи пришли к соглашению о двух сценариях как наиболее вероятных исходах для нашей Вселенной.
В первом, широко известном как сценарий «Большого сжатия», Вселенная достигнет максимального размера, а затем начнет сжиматься. Это будет возможно только в том случае, если массовая плотность Вселенной больше критической плотности. Другими словами, пока плотность материи остается на определенном уровне или выше (1-3 × 10 -26 кг вещества на кубический метр), Вселенная в конечном итоге будет сжиматься.
В качестве альтернативы, если бы плотность во Вселенной была равна или ниже критической плотности, расширение замедлилось бы, но никогда не остановится. В этом сценарии, известном как «большое замораживание», Вселенная будет продолжаться до тех пор, пока звездообразование в конечном итоге не прекратится с потреблением всего межзвездного газа в каждой галактике. Между тем все существующие звезды сгорят и станут белыми карликами, нейтронными звездами и черными дырами.
Очень постепенно столкновения между этими черными дырами приведут к накоплению массы в все большие и большие черные дыры.Средняя температура Вселенной приблизилась бы к абсолютному нулю, и черные дыры испарились бы после испускания последнего из своего излучения Хокинга. Наконец, энтропия Вселенной возрастет до такой степени, что из нее нельзя будет извлечь какую-либо организованную форму энергии (сценарий, известный как «тепловая смерть»).
Современные наблюдения, которые включают существование темной энергии и ее влияние на космическое расширение, привели к выводу, что все больше и больше видимой в настоящее время Вселенной будет выходить за пределы нашего горизонта событий (т.е. реликтовое излучение, край того, что мы можем видеть) и стать невидимым для нас. Конечный результат этого в настоящее время неизвестен, но «тепловая смерть» также считается вероятной конечной точкой в этом сценарии.
Другие объяснения темной энергии, называемые теориями фантомной энергии, предполагают, что в конечном итоге скопления галактик, звезды, планеты, атомы, ядра и сама материя будут разорваны на части в результате постоянно увеличивающегося расширения. Этот сценарий известен как «Большой разрыв», в котором расширение самой Вселенной в конечном итоге приведет к его гибели.
История обучения:
Строго говоря, люди созерцают и изучают природу Вселенной с доисторических времен. Таким образом, самые ранние описания того, как возникла Вселенная, носили мифологический характер и передавались устно от одного поколения к другому. В этих историях мир, пространство, время и вся жизнь начинались с события творения, когда Бог или Боги были ответственны за создание всего.
Астрономия также начала формироваться как область исследований еще во времена древних вавилонян.Системы созвездий и астрологические календари, подготовленные вавилонскими учеными еще во 2-м тысячелетии до н. Э., Будут способствовать развитию космологических и астрологических традиций культур на тысячи лет вперед.
В классической античности начало появляться понятие Вселенной, которое было продиктовано физическими законами. Между греческими и индийскими учеными объяснения сотворения стали приобретать философский характер, делая упор на причине и следствии, а не на божественной воле.Самые ранние примеры включают Фалеса и Анаксимандра, двух досократических греческих ученых, которые утверждали, что все было рождено из изначальной формы материи.
К 5 веку до нашей эры философ-досократик Эмпедокл стал первым западным ученым, предложившим Вселенную, состоящую из четырех элементов – земли, воздуха, воды и огня. Эта философия стала очень популярной в западных кругах и была похожа на китайскую систему пяти элементов – металла, дерева, воды, огня и земли, которая возникла примерно в то же время.
Ранняя атомная теория утверждала, что в разных материалах атомы имеют разную форму. Предоставлено: github.comТолько Демокрит, греческий философ V / IV веков до н.э., предложил Вселенную, состоящую из неделимых частиц (атомов). Индийский философ Канада (живший в VI или II веке до нашей эры) развил эту философию дальше, предположив, что свет и тепло представляют собой одну и ту же субстанцию в разных формах. Буддийский философ V века нашей эры Диньяна пошел еще дальше, предположив, что вся материя состоит из энергии.
Понятие конечного времени было также ключевой чертой авраамических религий – иудаизма, христианства и ислама. Возможно, вдохновленная зороастрийской концепцией Судного Дня, вера в то, что у Вселенной есть начало и конец, будет использоваться в западных концепциях космологии даже по сей день.
Между 2-м тысячелетием до нашей эры и 2-м веком нашей эры астрономия и астрология продолжали развиваться и развиваться. Помимо наблюдения за правильным движением планет и движением созвездий по Зодиаку, греческие астрономы также сформулировали геоцентрическую модель Вселенной, в которой Солнце, планеты и звезды вращаются вокруг Земли.
Эти традиции лучше всего описаны в математическом и астрономическом трактате II века н.э., Альмагест , написанном греко-египетским астрономом Клавдием Птолемеем (он же Птолемей). Этот трактат и его космологическая модель будут считаться каноническими средневековыми европейскими и исламскими учеными на протяжении более тысячи лет.
Сравнение геоцентрической и гелиоцентрической моделей Вселенной. Кредит: history.ucsb.eduОднако еще до научной революции (ок.16-18 веков) были астрономы, которые предложили гелиоцентрическую модель Вселенной, в которой Земля, планеты и звезды вращаются вокруг Солнца. Среди них были греческий астроном Аристарх Самосский (ок. 310–230 до н. Э.) И эллинистический астроном и философ Селевк из Селевкии (190–150 до н. Э.).
В средние века индийские, персидские и арабские философы и ученые поддерживали и расширяли классическую астрономию. Помимо сохранения птолемеевских и неаристотелевских идей, они также предложили революционные идеи, такие как вращение Земли.Некоторые ученые, такие как индийский астроном Арьябхата и персидские астрономы Альбумасар и Ас-Сиджи, даже усовершенствовали версии гелиоцентрической Вселенной.
К XVI веку Николай Коперник предложил наиболее полную концепцию гелиоцентрической Вселенной, решив с помощью теории давние математические проблемы. Его идеи были впервые выражены в 40-страничной рукописи под названием Commentariolus («Маленький комментарий»), в которой описывалась гелиоцентрическая модель, основанная на семи общих принципах.Эти семь принципов гласят, что:
- Не все небесные тела вращаются вокруг одной точки
- Центр Земли – это центр лунной сферы – орбита Луны вокруг Земли; все сферы вращаются вокруг Солнца, которое находится недалеко от центра Вселенной
- Расстояние между Землей и Солнцем составляет незначительную часть расстояния от Земли и Солнца до звезд, поэтому параллакс у звезд не наблюдается
- Звезды неподвижны – их кажущееся суточное движение вызвано суточным вращением Земли
- Земля движется по сфере вокруг Солнца, вызывая кажущуюся годовую миграцию Солнца
- Земля совершает более одного движения
- Орбитальное движение Земли вокруг Солнца вызывает кажущееся обратное движение планет.
Более подробное изложение его идей было опубликовано в 1532 г., когда Коперник завершил свой великий опус – De Revolutionibus orbium coelestium ( О вращениях небесных сфер) . В нем он выдвинул семь основных аргументов, но в более подробной форме и с подробными вычислениями, подтверждающими их. Из-за опасений преследований и негативной реакции этот том не был выпущен до его смерти в 1542 году.
Его идеи будут усовершенствованы математиками 16-17 веков, астрономом и изобретателем Галилео Галилеем. Используя телескоп собственного изобретения, Галилей делал записанные наблюдения Луны, Солнца и Юпитера, которые демонстрировали недостатки геоцентрической модели Вселенной, а также демонстрировали внутреннюю согласованность модели Коперника.
Его наблюдения были опубликованы в нескольких разных томах в начале 17 века. Его наблюдения за кратерами поверхности Луны и его наблюдения за Юпитером и его самыми большими лунами были подробно описаны в 1610 году с его Sidereus Nuncius ( The Starry Messenger ), в то время как его наблюдения за солнечными пятнами были описаны в On the Spots Observed in the Spots. Вс (1610).
Галилей также записал свои наблюдения о Млечном Пути в телескопе Starry Messenger , который ранее считался туманным. Вместо этого Галилей обнаружил, что это было множество звезд, упакованных так плотно вместе, что издалека казалось, что они похожи на облака, но на самом деле это были звезды, расположенные намного дальше, чем считалось ранее.
В 1632 году Галилей наконец обратился к «Великой дискуссии» в своем трактате Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo ( Диалог о двух главных мировых системах) , в котором он отстаивал гелиоцентрическую модель над геоцентрической.Используя свои собственные телескопические наблюдения, современную физику и строгую логику, аргументы Галилея эффективно подорвали основу системы Аристотеля и Птолемея для растущей и восприимчивой аудитории.
Иоганн Кеплер продвинул эту модель дальше своей теорией эллиптических орбит планет. В сочетании с точными таблицами, предсказывающими положение планет, модель Коперника была эффективно доказана. Начиная с середины семнадцатого века, осталось немного астрономов, не принадлежащих к Копернику.
Следующим крупным вкладом стал сэр Исаак Ньютон (1642/43 – 1727), работа которого над законами движения планет Кеплера привела его к разработке теории всемирного тяготения. В 1687 году он опубликовал свой знаменитый трактат « Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica » («Математические принципы естественной философии»), в котором подробно описаны его Три закона движения. В этих законах говорилось, что:
- Если смотреть в инерциальной системе отсчета, объект либо остается в покое, либо продолжает двигаться с постоянной скоростью, если на него не действует внешняя сила.
- Векторная сумма внешних сил (F) на объект равна массе ( м) этого объекта, умноженной на вектор ускорения (a) объекта. В математической форме это выражается как: F = м a
- Когда одно тело оказывает силу на второе тело, второе тело одновременно оказывает на первое тело силу, равную по величине и противоположную по направлению.
Вместе эти законы описывают взаимосвязь между любым объектом, силами, действующими на него, и результирующим движением, тем самым закладывая основу классической механики. Законы также позволили Ньютону вычислить массу каждой планеты, вычислить сглаживание Земли на полюсах и выпуклость на экваторе, а также то, как гравитационное притяжение Солнца и Луны создает земные приливы.
Его подобный исчислению метод геометрического анализа также мог учитывать скорость звука в воздухе (на основе закона Бойля), прецессию точек равноденствия, которые, как он показал, были результатом гравитационного притяжения Луны к Земле, и определить орбиты комет.Этот том окажет глубокое влияние на науку, поскольку его принципы останутся каноническими в течение следующих 200 лет.
Еще одно важное открытие произошло в 1755 году, когда Иммануил Кант предположил, что Млечный Путь представляет собой большое скопление звезд, скрепленных взаимной гравитацией. Как и Солнечная система, эта совокупность звезд будет вращаться и расплющиваться в виде диска, в который будет встроена Солнечная система.
Астроном Уильям Гершель попытался на самом деле нанести на карту форму Млечного Пути в 1785 году, но он не осознавал, что большие части галактики скрыты газом и пылью, которые скрывают ее истинную форму.Следующий большой скачок в изучении Вселенной и законов, управляющих ею, произошел только в 20-м веке, с развитием специальной и общей теории относительности Эйнштейна.
Новаторские теории Эйнштейна о пространстве и времени (суммированные просто как E = mc² ) были частично результатом его попыток разрешить законы механики Ньютона с помощью законов электромагнетизма (как это характеризует уравнения Максвелла и закон силы Лоренца) .В конце концов, Эйнштейн разрешил несоответствие между этими двумя областями, предложив специальную теорию относительности в своей статье 1905 года « О электродинамике движущихся тел, ».
По сути, эта теория утверждала, что скорость света одинакова во всех инерциальных системах отсчета. Это противоречило ранее существовавшему консенсусу о том, что свет, проходящий через движущуюся среду, будет увлекаться этой средой, что означало, что скорость света является суммой его скорости с по в среде плюс скорость из этой среды. .Эта теория привела к множеству проблем, которые оказались непреодолимыми до теории Эйнштейна.
Специальная теория относительности не только согласовала уравнения Максвелла для электричества и магнетизма с законами механики, но и упростила математические вычисления, отказавшись от посторонних объяснений, используемых другими учеными. Это также сделало совершенно излишним существование среды, согласованной с непосредственно наблюдаемой скоростью света, и объяснило наблюдаемые аберрации.
Между 1907 и 1911 годами Эйнштейн начал размышлять о том, как можно применить специальную теорию относительности к гравитационным полям – то, что впоследствии стало известно как общая теория относительности.Это завершилось в 1911 году публикациями « О влиянии гравитации на распространение света, », в которой он предсказал, что время относительно наблюдателя и зависит от его положения в гравитационном поле.
Он также продвинул так называемый принцип эквивалентности, который гласит, что гравитационная масса идентична инертной массе. Эйнштейн также предсказал явление гравитационного замедления времени – когда два наблюдателя, находящиеся на разных расстояниях от гравитирующей массы, ощущают разницу во времени между двумя событиями.Еще одним важным результатом его теорий было существование черных дыр и расширяющейся Вселенной.
В 1915 году, через несколько месяцев после того, как Эйнштейн опубликовал свою общую теорию относительности, немецкий физик и астроном Карл Шварцшильд нашел решение уравнений поля Эйнштейна, которые описывали гравитационное поле точки и сферической массы. Это решение, теперь называемое радиусом Шварцшильда, описывает точку, в которой масса сферы настолько сжата, что скорость убегания от поверхности будет равна скорости света.
В 1931 году американский астрофизик индийского происхождения Субраманян Чандрасекар вычислил, используя специальную теорию относительности, что невращающееся тело из электронно-вырожденной материи с массой выше определенной предельной коллапсирует само на себя. В 1939 году Роберт Оппенгеймер и другие согласились с анализом Чандрасекара, заявив, что нейтронные звезды сверх установленного предела коллапсируют в черные дыры.
Еще одним следствием общей теории относительности было предсказание, что Вселенная находится в состоянии расширения или сжатия.В 1929 году Эдвин Хаббл подтвердил первое. В то время это, казалось, опровергало теорию Эйнштейна о космологической постоянной, которая была силой, которая «сдерживала гравитацию», чтобы гарантировать, что распределение материи во Вселенной оставалось равномерным во времени.
Эдвин Хаббл продемонстрировал с помощью измерений красного смещения, что галактики удаляются от Млечного Пути. Более того, он показал, что галактики, находящиеся дальше от Земли, по-видимому, удаляются быстрее – явление, которое впоследствии получило название закона Хаббла.Хаббл попытался ограничить значение коэффициента расширения, который он оценил в 500 км / сек на мегапарсек пространства (который с тех пор был пересмотрен).
А затем, в 1931 году, Жорж Леметр, бельгийский физик и римско-католический священник, сформулировал идею, которая положила начало теории большого взрыва. После независимого подтверждения того, что Вселенная находится в состоянии расширения, он предположил, что текущее расширение Вселенной означает, что, если бы отец вернулся в прошлое, тем меньше будет Вселенная.
Другими словами, в какой-то момент в прошлом вся масса Вселенной была бы сосредоточена в одной точке. Эти открытия вызвали дебаты между физиками на протяжении 1920-30-х годов, при этом большинство высказывалось за то, что Вселенная находилась в устойчивом состоянии (т.е.теория устойчивого состояния). В этой модели новая материя постоянно создается по мере расширения Вселенной, таким образом сохраняя однородность и плотность материи с течением времени.
После Второй мировой войны споры достигли апогея между сторонниками модели устойчивого состояния и сторонниками теории большого взрыва, популярность которой росла.В конце концов, данные наблюдений начали отдавать предпочтение Большому взрыву, а не устойчивому состоянию, включая открытие и подтверждение реликтового излучения в 1965 году. С того времени астрономы и космологи пытались решить теоретические проблемы, возникающие из этой модели.
В 1960-х, например, Темная материя (первоначально предложенная в 1932 году Яном Оортом) была предложена в качестве объяснения кажущейся «недостающей массы» Вселенной. Кроме того, статьи, представленные Стивеном Хокингом и другими физиками, показали, что сингулярности были неизбежным начальным условием общей теории относительности и космологической модели Большого взрыва.
В 1981 году физик Алан Гут теоретизировал период быстрого космического расширения (также известный как эпоха «инфляции»), который разрешил другие теоретические проблемы. В 1990-е годы рост Темной Энергии также был попыткой решить нерешенные проблемы космологии. Помимо объяснения недостающей массы Вселенной (наряду с темной материей), он также предоставил объяснение того, почему Вселенная все еще ускоряется, и предложило решение для космологической постоянной Эйнштейна.
Значительный прогресс был достигнут в нашем исследовании Вселенной благодаря достижениям в области телескопов, спутников и компьютерного моделирования.Это позволило астрономам и космологам заглянуть дальше во Вселенную (и, следовательно, еще дальше назад во времени). Это, в свою очередь, помогло им лучше понять его истинный возраст и сделать более точные вычисления его плотности материи-энергии.
Внедрение космических телескопов, таких как Cosmic Background Explorer (COBE), Космический телескоп Хаббла, Микроволновый зонд анизотропии Wilkinson (WMAP) и обсерватория Planck, также имело неизмеримое значение. Это не только позволило глубже взглянуть на космос, но и позволило астрономам проверить теоретические модели на основе наблюдений.
Иллюстрация глубины, с которой Хаббл отображал галактики в предыдущих инициативах Deep Field, в единицах Эпохи Вселенной. Предоставлено: НАСА и А. Фейлд (STScI)Например, в июне 2016 года НАСА объявило о результатах, которые указывают на то, что Вселенная расширяется даже быстрее, чем считалось ранее. На основе новых данных, предоставленных космическим телескопом Хаббла (которые затем сравнивали с данными WMAP и обсерватории Планк), оказалось, что постоянная Хаббла была на 5–9% больше, чем ожидалось.
Ожидается, что телескопы следующего поколения, такие как Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), и наземные телескопы, такие как Чрезвычайно Большой телескоп (ELT), позволят совершить дополнительный прорыв в нашем понимании Вселенной в ближайшие годы и десятилетия.
Без сомнения, Вселенная недоступна нашему разуму. По нашим наилучшим оценкам, он непостижимо огромен, но, насколько нам известно, он вполне может простираться до бесконечности. Более того, его возраст практически невозможно представить строго по-человечески.В конце концов, наше понимание этого – не что иное, как результат тысяч лет постоянного и прогрессивного изучения.
И, несмотря на это, мы только начали раскрывать грандиозную загадку того, что это Вселенная. Возможно, когда-нибудь мы сможем увидеть его край (при условии, что он есть) и сможем решить самые фундаментальные вопросы о том, как все вещи во Вселенной взаимодействуют. До этого времени все, что мы можем делать, – это измерять то, чего мы не знаем, тем, что мы делаем, и продолжать исследовать!
Чтобы ускорить ваш путь, вот список тем, которые, как мы надеемся, вам понравятся, и которые ответят на ваши вопросы.Удачи вам в исследованиях!
Дополнительная литература:
Источники:
Нравится:
Нравится Загрузка …
Фактов о вселенной – National Geographic Kids
Хотите знать о космосе – последнем рубеже ?! Тогда ознакомьтесь с этими 10 главными фактами о нашей солнечной системе… и не только!
1. Звезд во Вселенной больше, чем песчинок на всех пляжах Земли. Это минимум миллиард триллионов!
2. Черная дыра создается при взрыве больших звезд. Его гравитационная сила настолько велика, что ничто не может покинуть ее – к счастью, ближайшая черная дыра находится примерно в 10 000 световых лет от Земли.
3. Отправляясь в космос, космонавты носят скафандры, которые необходимо согревать, охлаждать, повышать давление и снабжать свежим воздухом. На это уходит шесть часов!
Знаете ли вы, что у нас есть БЕСПЛАТНЫЙ загружаемый первичный ресурс фактов о космосе? Отлично подходит как учителям, домашним школьникам, так и родителям!
4. У Вселенной нет центра, и она постоянно расширяется (становится больше) каждую секунду, что делает невозможным добраться до края.
5. Земле около 4,5 миллиардов лет, но это лишь треть возраста Вселенной, а это 13,5 миллиардов лет!
6. Земля крошечная по сравнению с остальной Вселенной – она могла бы поместиться на Солнце 1,3 миллиона раз. Насколько маленьким это заставляет вас чувствовать? Посмотрите этот крутой клип, чтобы узнать интересные факты о солнце…
7. В 840 году н.э. император Баварский Людовик умер от испуга, когда испытал солнечное затмение – это когда Луна движется между Землей и Солнцем, и тень падает на части Земли.
Знаете ли вы, что у нас есть БЕСПЛАТНЫЙ загружаемый первичный ресурс «Фазы Луны»? Отлично подходит как учителям, домашним школьникам, так и родителям!
8. Луна – это причина, по которой на Земле бывают приливы и волны. Вместе с солнцем он ежедневно перемещает миллиарды тонн воды.
9. День на Меркурии длится дольше года! Меркурий движется вокруг Солнца быстрее, чем любая другая планета, поэтому его год равен 88 земным дням. В то время как день на Меркурии – интервал между восходом солнца и восходом – длится 176 земных дней!
10. В 2006 году Плутон был реклассифицирован как «карликовая планета» после 76 лет классификации как самая удаленная планета в нашей солнечной системе с момента его открытия в 1930 году.
Нравится узнавать о нашей невероятной вселенной? Тогда ознакомьтесь с еще большим количеством фактов о космосе super !
Нравится9 самых умопомрачительных фактов о Вселенной
Вселенная поразительна.Скажем так: вся его обычная материя, все частицы, которые составляют нас, и все, что мы можем видеть, составляют только 4% ее материи. Мы обнаружили основную массовую составляющую Вселенной, то есть то, что составляет 70%, только в 1998 году. Мы называем это темной энергией, хотя никто не имеет ни малейшего представления, что это такое.
Узнайте больше о нашей невероятной Вселенной:
Вселенная, – перефразируя британского биолога Дж. Б. С. Холдейна, – не более странная, чем мы себе представляем. Это страннее, чем мы можем себе представить.«В ознаменование этого радостного факта мы представляем 9 самых поразительных космических открытий последнего времени.
1
В центре каждой галактики находится сверхмассивная черная дыра
Галактики освещены черными дырами в их центрах. Предоставлено: ClaudioVentrella / Getty Images
.Активные галактики часто излучают в 100 раз больше света, чем нормальные галактики. С открытием в 1963 году квазаров стало ясно, что свет исходит не от звезд, а из центральной области, меньшей, чем Солнечная система.
Единственный возможный источник энергии – это вещество, нагретое до накала, когда оно закручивается в гигантскую черную дыру, масса которой в 50 миллиардов раз превышает массу Солнца.
В 1990-х годах космический телескоп Хаббла НАСА обнаружил, что, хотя активные галактики составляют лишь около 1% галактик, сверхмассивные черные дыры не являются аномалией.
Почти в каждой галактике, включая наш Млечный Путь, есть одна, но она испытывает нехватку пищи, большинство из них отключено.
Что делают сверхмассивные черные дыры в сердцах галактик? Были ли они семенами, вокруг которых сгустились галактики? Или их породили новорожденные галактики? Это остаются одними из самых больших нерешенных вопросов астрофизики.
2
Температура Вселенной везде одинаковая
Снимок космического микроволнового фона – тепла, оставшегося от Большого взрыва – когда Вселенной было всего 380000 лет, как видно в телескоп Планка. На нем видны крошечные колебания температуры, соответствующие областям с разной плотностью: семена, которые могли бы прорасти в звезды и галактики сегодня. Предоставлено: ЕКА и сотрудничество Planck.Тепло огненного шара Большого взрыва было скоплено во Вселенной.Ей некуда было деваться, поэтому она все еще рядом с нами.
Странно то, что его температура – 2,725 ° C выше абсолютного нуля (–270 ° C), минимально возможная температура – практически везде одинакова.
Тем не менее, если мы представим космическое расширение, идущее назад, как в фильме в обратном направлении, мы обнаружим, что части Вселенной, которые сегодня находятся на противоположных сторонах неба, не соприкасались, когда огненный шар излучения вырвался из материи.
Другими словами, с момента рождения Вселенной не хватило времени для перемещения тепла между ними и выравнивания температуры.
Астрономы исправляют это, утверждая, что на раннем этапе Вселенная была намного меньше, чем ожидалось, поэтому тепло передавалось легко.
Чтобы перейти от этого меньшего размера к нынешнему, Вселенная должна была пережить начальный всплеск сверхбыстрого расширения, известный как инфляция.
3
95% Вселенной невидима
Кольцо, наложенное на это изображение Хаббла, представляет собой темную материю, которая, как считается, вызывает искажения в скоплении галактик.Авторы и права: НАСА, ЕКА и М.Дж. Джи (Университет Джона Хопкинса).
Есть открытие настолько удивительное, что оно еще не проникло в сознание большинства работающих ученых: все, что наука изучала за последние 350 лет, является лишь незначительной примесью Вселенной.
Только около 4,9% массы-энергии Вселенной составляют атомы: из тех веществ, из которых состоят вы, я, звезды и галактики (и из этого только половина была замечена телескопами).
Около 26.8% космической массы-энергии – это невидимая темная материя, обнаруженная потому, что она своей гравитацией тянет видимое вещество.
Кандидаты на то, что составляет темную материю, включают неизвестные до сих пор субатомные частицы и черные дыры, образовавшиеся в результате Большого взрыва.
Но, помимо темной материи, существует темная энергия, составляющая 68,3% массы-энергии Вселенной.
Он невидим, заполняет все пространство и ускоряет космическое расширение. А наша лучшая теория – квантовая теория – переоценивает его плотность энергии в один раз, за которым следует 120 нулей!
4
Рождение Вселенной
Изображение рождения и роста Вселенной.Кредит: BSIP SA / Alamy Stock Photo
Вселенная существовала не вечно. Он родился. 13,82 миллиарда лет назад вся материя, энергия, пространство и даже время превратились в гигантский огненный шар, названный Большим взрывом.
Огненный шар начал расширяться, и из остывающего мусора в конечном итоге образовались галактики – огромные звездные острова, среди которых наш Млечный Путь – один из примерно двух триллионов. Это, вкратце, теория Большого взрыва.
Как ни крути, идея о том, что Вселенная возникла из ничего – что был день без вчерашнего дня – совершенно безумна.Но это то, что нам говорят свидетельства.
Сразу возникает вопрос: что происходило до Большого взрыва?
Нежелание ответить на этот неловкий вопрос объясняет, почему большинство ученых приходилось тащить ногами и кричать, чтобы принять идею Большого взрыва.
5
Большая часть вещества во Вселенной обладает отталкивающей гравитацией
Вселенная расширяется, составляющие ее галактики разлетаются, как осколки космической шрапнели после Большого взрыва.Единственной действующей силой должна быть гравитация, которая действует как эластичная паутина между галактиками, замедляя их.
Но в 1998 году, вопреки всем ожиданиям, астрономы обнаружили, что расширение Вселенной на самом деле ускоряется.
Чтобы объяснить это, они постулировали существование невидимого вещества, которое они назвали темной энергией, которое заполняет пространство и обладает отталкивающей гравитацией. Именно отталкивающая гравитация этой темной энергии ускоряет космическое расширение.
Темная энергия составляет почти две трети массы-энергии Вселенной.Поэтому школьная наука отстает от времени, говоря, что гравитация – отстой. В большей части Вселенной дует!
6
Солнце производит только треть ожидаемых нейтрино
Изображение Солнца, полученное обсерваторией солнечной динамики НАСА. Предоставлено: Обсерватория солнечной динамики, НАСА.
Поднимите большой палец. Каждую секунду через ваш ноготь проходит 100 миллиардов нейтрино. 8,5 минут назад они были в самом центре Солнца.
Солнечные нейтрино – побочный продукт ядерных реакций, вызывающих солнечный свет.Когда Рэй Дэвис намеревался обнаружить их с помощью 100 000 галлонов чистящей жидкости в шахте в Южной Дакоте, он ожидал подтвердить стандартное изображение Солнца.
Вместо этого он обнаружил только треть ожидаемых нейтрино, что не только было подтверждено более поздними экспериментами, но и привело к его Нобелевской премии.
Нейтрино – это призрачные субатомные частицы, существующие в странной квантовой суперпозиции – сродни животному, которое одновременно является коровой, свиньей и курицей.
По мере того, как они летят от Солнца, они переключаются между электронным нейтрино, мюонным нейтрино и тау-нейтрино, поэтому эксперименты, чувствительные только к одному типу, собирают треть ожидаемого числа.
7
Большинство планетных систем отличаются от нашей
Художник, изображающий горячий Юпитер. Эти газовые гиганты вращаются вокруг своей звезды и часто встречаются в других системах, но не в нашей Солнечной системе. Предоставлено: NASA / Ames / JPL-Caltech
.Ученые не любят ссылаться на что-то особенное о нашей ситуации во Вселенной. «Особый» маловероятен, а «типичный» – вероятен.
Но открытие планет вокруг других звезд – по последним подсчетам подтверждено более 3500 – вызвало головную боль.Ни один не похож на наш собственный.
Существуют сверхкомпактные планетные системы, в которых все планеты вращаются ближе к своей родительской звезде, чем Меркурий, самая внутренняя планета Солнечной системы, движется к Солнцу.
Есть планеты с массой Юпитера, которые, должно быть, мигрировали внутрь.
Есть планеты на сильно эллиптических орбитах, похожих на орбиты комет.
И есть планеты, которые вращаются вокруг своих звезд неправильно.
Учитывая, что планеты, как полагают, замораживаются из-за газа и пыли, вращающихся в одном направлении вокруг новорожденного Солнца, последнее открытие особенно трудно объяснить.
Пока никто не знает, имеет ли необычность нашей Солнечной системы какое-либо отношение к тому, что человечество возникло, чтобы ее заметить.
8
Первые обнаруженные гравитационные волны пришли из двойной системы черных дыр, которую никто не предсказал
Художник изображает две бинарные черные дыры, вращающиеся вокруг друг друга. Предоставлено: SXS (Моделирование экстремального пространства-времени)
.14 сентября 2015 года на Земле впервые были обнаружены гравитационные волны.Эта рябь в ткани пространства-времени, предсказанная Эйнштейном в 1916 году, возникла в результате слияния двух черных дыр в далекой галактике.
Вкратце, излучаемая мощность была в 50 раз больше, чем у всех звезд во Вселенной вместе взятых. Но это был не единственный потрясающий аспект мероприятия.
Каждая из черных дыр была в диапазоне масс 30 солнечных. Поскольку черная дыра – это то, что остается после того, как большая часть звезды улетела в космос в виде сверхновой, звезды-предшественники должны были весить не менее 300 солнечных масс.
Такие звезды сегодня невероятно редки. Но две черные дыры могли быть остатками самого первого поколения звезд, которые считались огромными, или даже первобытными черными дырами, рожденными в аду самого Большого взрыва.
9
Кажется, мы одни
Антенны большой миллиметровой / субмиллиметровой решетки Атакамы (ALMA) в чилийских Андах. Предоставлено: ESO / C. Малин
Во Вселенной около 100 000 000 000 000 000 000 000 звезд.И, вероятно, больше планет, чем звезд. Тем не менее, во всей этой необъятности есть только одно место, где мы знаем о существовании жизни: Земля.
Несмотря на поиски разумных сигналов, никаких признаков разумной внеземной жизни обнаружено не было. Фактически, есть хороший аргумент в пользу того, что если такие формы жизни существуют где-то там, мы не только должны видеть их признаки, но они уже должны были прийти сюда.
«Где они?» – знаменитый вопрос спросил физик Энрико Ферми. Некоторые астрономы думают, что ответ в том, что мы одни, и кто-то должен быть первым.
Но отсутствие доказательств не свидетельствует об отсутствии. Нам потребовалось три миллиарда лет, чтобы перейти от одиночных клеток к сложной жизни, что говорит о том, что сделать этот шаг сложно.
Технологические цивилизации, подобные нашей, могут быть редкими, а их продолжительность жизни короткой; мы могли упустить других на миллионы или миллиарды лет. Другая альтернатива состоит в том, что ближайший из них может быть слишком далеко, чтобы мы могли его обнаружить.
Маркус Чоун – писатель и писатель.Эта статья впервые появилась в январском выпуске журнала BBC Sky at Night Magazine за 2018 год.
Ранняя Вселенная | Обсерватория Лас-Кумбрес
Космологи знают, что Вселенная сейчас расширяется, и экстраполируют это расширение назад во времени, чтобы изучить, на что была похожа ранняя Вселенная. Около 13,75 миллиарда лет назад все содержимое и энергия Вселенной находились в сингулярности с бесконечной плотностью и температурой.Он начал быстро расширяться, и это расширение известно как Большой взрыв. Законы физики в том виде, в каком мы их знаем, не применялись в первые секунды существования Вселенной, и ученые могут только предполагать, какой была ранняя Вселенная.
Краткая временная шкала ниже дает общий обзор того, что, по мнению ученых, произошло во время и после Большого взрыва. Более подробные сроки доступны здесь и здесь.
- 13,75 миллиарда лет назад – Большой взрыв – Неизвестно, что вызвало Большой взрыв.9 Кельвинов.
- 24 000 лет после Большого взрыва – Впервые во Вселенной было больше материи, чем энергии.
- 380 000 лет после Большого взрыва – Температура Вселенной снизилась примерно до 3000 К. Электроны начали соединяться с ядрами водорода и гелия. Фотоны высоких энергий этого периода устремились наружу. Ранняя Вселенная была настолько горячей, что по мере ее расширения и охлаждения высокоэнергетические фотоны того времени имели огромные длины волн.Космический микроволновый фон, который мы наблюдаем сегодня, свидетельствует о том, какой была ранняя Вселенная. Температура космического микроволнового фона сейчас всего на несколько градусов выше абсолютного нуля, а излучение, оставшееся с этого периода, имеет длину волны около 1 мм, что находится в микроволновом диапазоне электромагнитного спектра. Это космическое микроволновое излучение изучают астрономы с помощью телескопов вроде Планка и других.
- 1 000 000 000 лет после Большого взрыва – Сила тяжести начала усиливать неоднородности газа во Вселенной.По мере того, как Вселенная расширялась, газовые карманы становились более плотными, и звезды начали воспламеняться. Группы этих звезд стали ранними галактиками. Многие из этих звезд были намного больше, чем самые обычные звезды сегодня.
- 3 000 000 000 лет после Большого взрыва – Многие маленькие галактики слились в более крупные. Часто эти слияния были настолько сильными, что звезды и газ схлопывались и образовывали черные дыры.