Рівно 100 років тому наша концепція Всесвіту сильно відрізнялася від сьогоднішньої. Люди знали про зірок в Чумацькому Шляху і знали про відстані до них, але що за ними - цього ніхто не знав. Всесвіт вважали статичної, спіралі і еліпси в небі вважали об'єктами нашої власної галактики. Ньютонова гравітація поки не була перевершена новою теорією Ейнштейна, а наукові ідеї на кшталт Великого Вибуху, темної матерії і темної матерії не були на слуху. Але потім, буквально з кожним десятиліттям, почали здійснювалися прориви за проривами, і так до сьогоднішнього дня. Перед вами хроніка Ітана Зигеля з Medium.com того, як змінювалося наше уявлення про Всесвіт за останні сто років.
Результати експедиції Еддінгтона в 1919 році показали, що загальна теорія відносності описує викривлення зоряного світла біля масивних об'єктів
1910-і роки. теорія Ейнштейна підтвердилася. Загальна теорія відносності стала відома тим, що давала передбачення, які не могла дати теорія Ньютона: прецесію орбіти Меркурія навколо Сонця. Але для наукової теорії було недостатньо просто пояснити щось, що ми вже спостерігали; вона повинна була дати прогнози про те, чого ми ще не бачили. Хоча за останні сто років їх було багато - гравітаційне уповільнення часу, сильне і слабке лінзування, гравітаційне червоне зміщення і так далі - першим стало викривлення зоряного світла під час повного сонячного затемнення, яке спостерігав Еддінгтон і його колеги в 1919 році. Показник викривлення світла навколо Сонця співвідносився з прогнозами Ейнштейна і не співвідносився з теорією Ньютона. З тих пір наше розуміння Всесвіту змінилося назавжди.
Відкриття Хабблом змінної цефеїди в галактиці Андромеда, M31, відкрило нам Всесвіт
1920-ті роки. Ми поки не знали, що за межами Чумацького Шляху є Всесвіт, але все змінилося в 1920-х з роботою Едвіна Хаббла. Спостерігаючи за деякими спіральними туманностями в небі, він зміг точно визначити окремі змінні зірки того ж типу, який був відомий в Чумацькому Шляху. Тільки їх яскравість була настільки низькою, що прямо вказувала на мільйони світлових років, що пролягають між нами, поміщаючи їх далеко за межі нашої галактики. На цьому Хаббл не зупинився. Він виміряв швидкість рецесії і відстані до десятків галактик, істотно розширивши межі відомої нам Всесвіту.
Дві яскравих великих галактики в центрі кластера Кома, NGC 4889 (ліворуч) і трохи менше NGC 4874 (праворуч), кожні більше мільйона світлових років в розмірі. Через весь кластер, як вважають, проходить величезна гало темної матерії
1930-і. Довгий час вважалося, що якщо б ви могли виміряти всю масу, що міститься в зірках, і, можливо, додати газу і пилу, ви б змогли підрахувати всю матерію у Всесвіті. Проте, спостерігаючи за галактиками в щільному скупченні (на кшталт кластера Кома), Фріц Цвіккі показав, що зірок і так званої «звичайної матерії» (тобто атомів) недостатньо, щоб пояснити внутрішнє рух цих скупчень. Він назвав нову матерію темної матерії (dunkle materie), і до 1970-х років його спостереження здебільшого ігнорували. Потім же звичайну матерію вивчили краще і з'ясувалося, що темної матерії міститься досить багато в окремих обертових галактиках. Тепер ми знаємо, що темна матерія переважає за масою всі звичайну в 5 разів.
1940-е. Хоча більша частина експериментальних і спостережних ресурсів пішла розвідувальним супутникам, ракетної інженерії та розвитку ядерних технологій, фізики-теоретики продовжували працювати не покладаючи рук. У 1945 році Георгій Гамов створив повну екстраполяцію розширення Всесвіту: якщо Всесвіт розширюється і охолоджується сьогодні, колись в минулому вона мала бути щільніше і спекотніше. Отже, одного разу в минулому був час, коли Всесвіт був дуже гаряча і нейтральні атоми не могли формуватися, а до цього і атомні ядра не могли формуватися. Якщо це так, то до формування яких би то ні було зірок матерія Всесвіту почалася з найлегших елементів, а в наш час можна спостерігати післясвітіння тієї температури у всіх напрямках - всього кілька градусів вище абсолютного нуля. Сьогодні ця теорія відома як теорія Великого Вибуху, і в 1940-х роках навіть не підозрювали, наскільки вона чудова.
1950-ті. Конкуруючої ідеєю з гіпотезою Великого Вибуху була стаціонарна модель Всесвіту, висунута Фредом Хойлом і іншими. Що характерно, обидві сторони стверджували, що всі важкі елементи, присутні на Землі сьогодні, були сформовані в стадії раннього Всесвіту. Хойл і його колеги стверджували, що вони були зроблені не в ранньому, гарячому і щільному стані, а скоріше в попередніх поколіннях зірок. Хойл, разом з колегами Віллі Фаулером і Маргарет Бербідж, докладно пояснили, як елементи вибудовують періодичну таблицю в процесі ядерного синтезу в зірках. Що особливо цікаво, вони передбачили синтез вуглецю з гелію в процесі, який ми ніколи раніше не спостерігали: потрійний альфа-процес, що вимагає існування нового стану вуглецю. Це стан був відкрито Фаулером через кілька років після початкового прогнозу Хойла і сьогодні відомо як вуглецеве стан Хойла. Так, ми з'ясували, що всі важкі елементи, що існують на Землі, зобов'язані своїм походженням всім попереднім поколінням зірок.
Якби ми могли бачити мікрохвильовий світло, нічне небо виглядало б як зелений овал з температурою 2,7 Кельвіна, з «шумом» в центрі, внесеним гарячими вкладами нашої галактичної площини. Це рівномірний випромінювання з чернотельним спектром свідчить про післясвітіння Великого Вибуху: це космічний мікрохвильовий фон
1960-і. Через 20 років дискусій ключове спостереження, які мали визначити історію Всесвіту, було зроблено: відкриття передбаченого післясвітіння від Великого Вибуху, або космічного мікрохвильового фону. Це рівномірний випромінювання з температурою 2,725 Кельвіна було виявлено в 1965 році Арно Пензиасом і Бобом Вілсоном, жоден з яких не зрозумів відразу, на що натрапив. Тільки з часом чернотельний спектр цього випромінювання і його флуктуації були виміряні і показали, що наш Всесвіт почалася зі «вибуху».
Сама рання стадія Всесвіту, ще до Великого Вибуху, заклала все початкові умови для всього, що ми бачимо сьогодні. Це була велика ідея Алана Гута: космічна інфляція
1970-ті. У самому кінці 1979 року молодий вчений виношував свою ідею. Алан Гут шукав спосіб вирішити деякі незрозумілі проблеми Великого Вибуху - чому Всесвіт настільки плоска просторово, чому вона однією температури у всіх напрямках і чому в ній немає реліктів найвищих енергій - і прийшов до ідеї космічної інфляції. Відповідно до цієї ідеї, до того як Всесвіт увійшла в гаряче щільне стан, був стан експоненціального розширення, коли вся енергія була властива самій тканині простору. Знадобилося кілька поліпшень початкових ідей Гута, щоб утворилася сучасна теорія інфляції, але наступні спостереження - включаючи флуктуації космічного мікрохвильового фону - підтвердили її передбачення. Всесвіт не тільки почалася з вибуху, але у неї було і інше особливий стан ще до того, як стався цей Великий Вибух.
Залишки наднової 1987a, розташованою у Великій Магеллановій хмарі в 165 000 світлових роках від нас. Понад триста століть вона була найближчій спостерігається наднової до Землі
1980-е. Може здатися, що не відбулося нічого серйозного, але саме в 1987 році з Землі спостерігали найближчу до нас наднову. Таке відбувається раз в сто років. Також це була перша наднова, яка сталася, коли у нас були детектори, здатні знайти нейтрино, народжені в ході таких подій. Хоча ми бачили багато наднових в інших галактиках, ми ніколи не спостерігали їх так близько, щоб засвідчити нейтрино від них. Ці 20 нейтрино або близько того ознаменували початок нейтринної астрономії і наступні розробки, які привели до осциляцій нейтрино, виявлення нейтрино мас і нейтрино від наднових, які відбуваються в галактиках в мільйонах світлових років від нас. Якби сучасні наші детектори функціонували в потрібний момент, наступний спалах наднових дозволила б вловити сотні тисяч нейтрино.
Чотири можливих долі Всесвіту, з яких остання найкраще вписується в дані: Всесвіт з темною енергією. Вперше її виявили завдяки спостереженням за далекими надновими
- Розширення Всесвіту буде недостатньо, щоб подолати гравітаційне тяжіння всього і вся, і Всесвіт заново стиснеться в великому стисненні
- Розширення Всесвіту буде занадто багато, і все об'єднане гравітацією розбіжиться, і Всесвіт замерзне
- Або ми опинимося на кордоні цих двох випадків і темп розширення буде асимптотично прагнути до нуля, але ніколи його не досягне: Критична Всесвіт
Замість цього, втім, далекі наднові показали, що розширення Всесвіту прискорюється і що у міру закінчення часу далекі галактики все швидше віддаляються один від одного. Всесвіт не просто замерзне, а й все галактики, не прив'язані одна до іншої, в кінцевому рахунку зникнуть за нашим космічним горизонтом. Крім галактик в нашій місцевій групі, ніякі галактики Чумацький Шлях вже не зустрінуть, і наша доля буде холодною і самотньою. Через 100 мільярдів років ми не побачимо ніяких галактик, крім нашої.
- 0,01% випромінювання в формі фотонів,
- 0,1% нейтрино, які вносять легкий внесок в гравітаційні гало, що оточують галактики і скупчення,
- 4,9% звичайної матерії, яка включає все, що складається з атомних частинок,
- 27% темної матерії, або загадкових, невзаимодействующих (крім як гравітаційно) частинок, які забезпечують Всесвіт структурою, яку ми спостерігаємо,
- 68% темної енергії, яка властива самому простору.
Наукова історія ще пишеться, і ще багато чого у Всесвіті належить відкрити. Але ці 11 кроків вивели нас із Всесвіту невідомого віку, розміром не більше нашої галактики, що складається здебільшого з зірок, в розширюється, що остигає Всесвіт, керовану темною матерією, темною енергією і нашої звичайною матерією. У ній безліч потенційно населених планет, їй 13,8 мільярда років, і почалася вона з Великого Вибуху, який сам по собі витік з космічної інфляції. Ми дізналися про походження Всесвіту, про її долю, про зовнішній вигляд, пристрої та розмірах - і все за 100 років. Можливо, наступні 100 років будуть сповнені сюрпризів, які ми навіть уявити не можемо.
11 наукових досягнень останніх 100 років, які подарували нам Всесвіт Ілля Хель
А чому в цій статті інфляція відділена від великого вибуху. Інфляція - це надшвидкісне розширення всесвіту в перші секунди (або частки секунди) коли швидкість розширення в сіксіліони разів перевищувала швидкість світла. Інфляція - це теж БВ, тільки сама його початкова фаза.
Але це дрібниці. Мені цікаво. інше. чому до цих пір невідомий загальний розмір всесвіту. 14 млрд. Років - вік, а розмір. Я маю на увазі загальний розмір за так зв. горизонтом. Сумарна кількість галактик у всьому всесвіті (навіть за горизонтом) - теж велике питання.
Питання про "розмірі" не цілком коректний - всесвіт ж не в евклідовому просторі знаходиться, тобто перспектива провести пряму лінію від "початку" і до "кінця" виглядає сумнівною. До того ж при польоті до "краю" Всесвіту є шанс напоротися на нескінченну кривизну, повернуться у вихідну точку або якусь іншу точку Всесвіту, але ніяк не знайти "край"
Встановлено що простір видимої всесвіту з майже лінійно, але весь всесвіт повинна бути замкнута, а відповідно вона на багато більше 13,8 мільярдів світлових років.
Ну тип 13,8 це і відстань, і всесвіт у нас тільки "видима всесвіт", далі не заглянеш, так як відстань між ними дорівнюватиме часу. (Відправлено з програми Hi-News.ru)
Щоб зібрати потрібно все розібрати на атоми. Може раніше і були всі казкові персонажі але та земля була як вся наша галактика))) (відправлено з програми Hi-News.ru)
13,8 вік нашої метагалактики, а не цілої всесвіту. на мій погляд це саме логічне припущення, яке зовсім тут не згадано.