Що таке Всесвіт? Будова Всесвіту. Найяскравіша галактика у Всесвіті
Плем'я бошонго в центральній Африці вірить, що з давніх-давен була тільки темрява, вода і великий бог Бумба. Якось Бумбу так хворів, що його вирвало. І так з'явилося Сонце. Воно висушило частину великого Океану, звільнивши заточену під його водами землю. Нарешті Бумбу вирвало місяцем, зірками, а потім на світ з'явилися деякі тварини. Першим став леопард, за ним – крокодил, черепаха та, нарешті, людина. Сьогодні ж ми поговоримо про те, що таке Всесвіт у сучасному уявленні.
Розшифровка поняття
Всесвіт - грандіозний, незбагненних розмірів простір, заповнений квазарами, пульсарами, чорними дірками, галактиками та матерією. Всі ці компоненти перебувають у постійній взаємодії і формують наше світобудову у тому вигляді, яким ми його собі уявляємо. Нерідко зірки у Всесвіті знаходяться не поодинці, а у складі грандіозних скупчень. У деяких із них може бути кілька сотень, а то й тисяч таких об'єктів. Астрономи кажуть, що невеликі та середні скупчення («жабина ікра») утворилися зовсім недавно. А ось кулясті освіти - давні і дуже давні, що "пам'ятають" ще первинний космос. Всесвіт таких утворень містить багато.
Загальні відомості про будову
Зірки та планети утворюють галактики. Всупереч поширеній думці системи галактик надзвичайно рухливі і практично весь час переміщаються в просторі. Зірки – також величина непостійна. Вони зароджуються і гинуть, перетворюючись на пульсари та чорні дірки. Наше Сонце – зірка «середнього штибу». Живуть такі (за мірками Всесвіту) дуже мало, трохи більше 10-15 мільярдів років. Звичайно ж, у Всесвіті існують мільярди світил, які за своїми параметрами нагадують наше сонце, і стільки ж систем, що схожі на Сонячну. Зокрема, поблизу нас знаходиться Туманність Андромеди.
Ось що таке Всесвіт. Але все далеко не так просто, оскільки існує грандіозна кількість таємниць та протиріч, відповідей на які поки що немає.
Деякі проблеми та протиріччя теорій
Міфи стародавніх народів про створення всього сущого, як багато інших до і після них, намагаються відповісти на питання, які нас усіх цікавлять. Чому ми тут, звідки взялися планети Всесвіту? Звідки ми походили? Звичайно, більш-менш виразні відповіді ми починаємо отримувати лише зараз, коли наші технології досягли певного прогресу. Втім, за всю історію людини нерідко зустрічалися ті представники людського племені, які чинили опір ідеї того, що Всесвіт взагалі мав початок.
Арістотель і Кант
Наприклад, Арістотель, найвідоміший з грецьких філософів, вважав, що "походження Всесвіту" - термін неправильний, тому що існував він завжди. Щось вічне більш досконале, ніж щось створюване. Мотивація для віри у вічність Всесвіту була проста: Аристотель не хотів визнавати існування якогось божества, яке могло б її створити. Зрозуміло, його противники в полемічних суперечках наводили приклад створення Всесвіту як свідчення існування вищого розуму. Канту довгий час не давав спокою одне питання: «Що було перед тим, як виник Всесвіт?» Він відчував, що всі теорії, які існували на той час, мали багато логічних протиріч. Вченим було розроблено так звану антитезу, яку досі використовують деякі моделі Всесвіту. Ось її положення:
- Якщо Всесвіт мав початок, то чому він вичікував вічність перед своїм виникненням?
- Якщо Всесвіт вічний, то чому в ньому взагалі існує час; навіщо взагалі потрібно відміряти вічність?
Звичайно, для свого часу він ставив більш ніж правильні питання. Ось тільки сьогодні вони дещо застаріли, але деякі вчені, на превеликий жаль, продовжують керуватися саме ними у своїх дослідженнях. Кінець метанням Канта (точніше, його продовжувачів) поклала теорія Ейнштейна, що проливає світло на будову Всесвіту. Чим вона так вразила наукову спільноту?
Погляд Ейнштейна
У його теорії відносності простір і час більше не були абсолютними, прив'язаними до якоїсь точки відліку. Він припустив, що вони здатні до динамічного розвитку, що визначається енергією у Всесвіті. Час по Ейнштейну настільки невизначений, що немає особливої потреби у його визначенні. Це було схоже на з'ясування напряму на південь від Південного полюса. Досить безглузде заняття. Будь-яке так зване «початок» Всесвіту було б штучно в тому сенсі, що можна було б спробувати розмірковувати про більш «ранні» часи. Простіше кажучи, це проблема не так фізична, як глибоко філософська. Сьогодні її рішенням займаються найкращі уми людства, які невпинно думають про утворення первинних об'єктів у космічному просторі.
Сьогодні найпоширеніший позитивістський підхід. Простіше кажучи, ми осмислюємо саму будову Всесвіту так, як можемо її уявити. Ні в кого не вдасться запитати, чи модель, що використовується, істинною, чи немає інших варіантів. Її можна вважати вдалою, якщо вона досить витончена і органічно включає всі накопичені спостереження. На жаль, ми (швидше за все) неправильно інтерпретуємо деякі факти, користуючись штучно створеними математичними моделями, що надалі призводить до спотворення фактів про навколишній світ. Думаючи про те, що таке Всесвіт, ми не беремо до уваги мільйони фактів, які поки що просто не відкриті.
Сучасні відомості про виникнення Всесвіту
"Середньовіччя Всесвіту" - ера темряви, що існувала перед появою перших зірок і галактик.
Саме в ті загадкові часи утворилися перші важкі елементи, з яких створено ми і весь навколишній світ. Тепер дослідники розробляють первинні моделі Всесвіту та методи для дослідження тих явищ, які відбувалися на той час. Сучасні астрономи кажуть, що Всесвіту приблизно 13,7 мільярда років. Перед виникненням Всесвіту космос був настільки гарячим, що всі атоми були розділені на позитивно заряджені ядра і негативно заряджені електрони. Ці іони блокували весь світ, не даючи йому поширюватись. Царила Темрява, кінця та краю якої не було.
Перше світло
Приблизно через 400 000 років після Великого вибуху простір охолонув достатньо, щоб розрізнені частинки змогли об'єднатися в атоми, утворивши планети Всесвіту і... перше світло в космосі, відлуння якого досі відомі нам як «світловий горизонт». Що було до Великого вибуху, ми й досі не знаємо. Можливо, тоді існував якийсь інший Всесвіт. Можливо, нічого не було. Велике Ніщо… Саме на цьому варіанті наполягають багато філософів та астрофізиків.
Поточні моделі припускають, що перші галактики Всесвіту почали формуватися приблизно через 100 мільйонів років після Великого вибуху, започаткувавши наш світобудову. Процес формування галактик і зірок поступово продовжувався, поки більшість водню і гелію була включена до складу нових сонців.
Таємниці, які чекають на свого дослідника
Існує багато питань, відповісти на які могло б допомогти дослідження процесів, що відбувалися спочатку. Наприклад, коли і як з'явилися жахливо великі чорні дірки, помічені в серцях практично всіх великих скупчень? Сьогодні відомо, що Чумацький шлях має чорну дірку, вага якої становить приблизно 4 мільйони мас нашого Сонця, а деякі стародавні галактики Всесвіту мають у своєму складі чорні дірки, розміри яких взагалі важко уявити. Найбільш величезним є освіта у системі ULAS J1120+0641. Її чорна діра має вагу, що в 2 мільярди разів перевищує масу нашого світила. Ця галактика виникла лише через 770 мільйонів років після Великого вибуху.
В цьому і полягає головна загадка: згідно з сучасними уявленнями, настільки масивні освіти просто не встигли б виникнути. Тож як вони сформувалися? Яке «насіння» цих чорних дірок?
Темна матерія
Нарешті, темна матерія, з якої, на думку багатьох дослідників, на 80% складається космос, Всесвіт, і досі є «темним конем». Ми досі не знаємо, якою є природа темної матерії. Зокрема, викликає багато питань її будову та взаємодію тих елементарних частинок, з яких складається ця таємнича речовина. Сьогодні ми припускаємо, що її складові один з одним практично не взаємодіють, тоді як результати спостережень за деякими галактиками цій тезі суперечать.
Про проблему походження зірок
Інша проблема - питання про те, на що були схожі перші зірки, з яких утворено зірковий Всесвіт. В умовах неймовірного тепла і при жахливому тиску в ядрах цих сонців відносно прості елементи, такі як водень і гелій, перетворювалися, зокрема, на вуглець, на якому ґрунтується наше життя. В даний час вчені вважають, що перші зірки були в багато разів більше сонця. Можливо, вони жили лише кілька сотень мільйонів років, а то й менше (ймовірно, саме так і утворилися перші чорні дірки).
Втім, деякі зі «старожилів» цілком можуть існувати і в сучасному космосі. Вони, напевно, були дуже бідні щодо важких елементів. Можливо, деякі з цих утворень можуть і досі «ховатися» в ореолі Чумацького шляху. Ця таємниця також досі не відкрита. З такими казусами доводиться зустрічатися щоразу, відповідаючи питанням: «То що таке Всесвіт?» Для дослідження перших днів після її виникнення надзвичайно важливим є пошук найбільш ранніх зірок і галактик. Природно, що найбільш давніми напевно є об'єкти, які розташовуються на самому краю світлового горизонту. Проблема лише в тому, що до тих місць можуть дістатись лише найпотужніші та найскладніші телескопи.
Величезні сподівання дослідники покладають на космічний телескоп Джеймса Вебба. Цей інструмент покликаний дати вченим найцінніші відомості про перше покоління галактик, які сформувалися одразу після Великого вибуху. Зображень цих об'єктів у прийнятній якості практично немає, тому великі відкриття все ще попереду.
Дивне «світило»
Усі галактики поширюють світло. Якісь освіти світять сильно, якісь відрізняються помірним «освітленням». Але існує найяскравіша галактика у всесвіті, інтенсивність світіння якої не схожа ні на що інше. Її ім'я – WISE J224607.57-052635.0. Розташовується ця «лампочка» на відстані цілих 12,5 мільярдів світлових років від Сонячної системи, а світить вона, як 300 трильйонів Сонців разом. Зауважимо, що подібних утворень сьогодні існує близько 20, причому не слід забувати про поняття «світлового горизонту».
Простіше кажучи, зі свого місця ми бачимо лише ті об'єкти, освіта яких сталася близько 13 мільярдів років тому. Далекі області недоступні погляду наших телескопів просто тому, що світло звідти не встигло банально дійти. Так що в тих краях, напевно, існує щось аналогічне. Ось яка найяскравіша галактика у Всесвіті (точніше, у її видимій частині).