Космология

Содержание

На поверхности гиперсферы

Точно также космический странник, преодолевая Вселенную Эйнштейна на звездолёте, может вернуться обратно на Землю. Только на этот раз странник будет двигаться не по двумерной поверхности сферы, а по трёхмерной поверхности гиперсферы. Это означает, что Вселенная имеет конечный объём, а значит и конечное число звёзд и массу. Однако ни границ, ни какого-либо центра у Вселенной не существует.

Будущее Вселенной

К таким выводам Эйнштейн пришёл, связав в своей знаменитой теории пространство, время и гравитацию. До него эти понятия считались обособленными, отчего и пространство Вселенной было сугубо евклидовым. Эйнштейн доказал, что само тяготение является искривлением пространства-времени. Это в корне меняло ранние представления о природе Вселенной, основанной на классической ньютоновской механике и евклидовой геометрии.

Старые звездные скопления

Млечный Путь насчитывает более 160-ти так называемых , число звезд в которых может колебаться от тысяч до миллионов. При этом все эти светила, связаны гравитационной силой, и вероятнее всего образовались из одного газового облака. Отсюда следует, что большая часть звезд таких скоплений зародилась практически в одно время. В силу своего строения и размеров каждая звезда пошла своим эволюционным путем, а некоторые уже находятся на стадии того же белого карлика. Высчитывая возраст каждой астрономической единицы рассматриваемого скопления, можно с большой точностью определить возраст самого шарообразного скопления.

При помощи того же телескопа «Хаббл» астрономы смогли проанализировать возраст 41 шарообразного звездного скопления Млечного Пути. В результате было выявлено, что все скопления нашей галактики не младше 10 млрд лет, а наиболее старое (M4) имеет возраст 12,7 ± 0,7 миллиардов лет. Поэтому, учитывая некоторое время до формирования звезд, нижней границей возраста Вселенной стало число 13 млрд лет.

Старейшее звездное скопление Млечного пути — Мессье 4 (M4)

Самые крупные государства мира по населению

Население Земли в большей мере и степени сконцентрировано на определённых территориях. Ниже приведён перечень держав, количество людей в которых превышает 80 млн (данные по состоянию на 2016 год):

• Китай, Индия (свыше 1 млрд.);
• США (более 300 млн);
• Бразилия, Индонезия, Нигерия, Пакистан (от 200 млн.);
• Россия, Япония, Бангладеш, Мексика, Эфиопия, Филиппины (свыше 100 млн граждан);
• Египет, Вьетнам, Иран, Германия, Конго (более 8 миллионов жителей).

Именно в этих странах сконцентрировано население планеты. В остальных государствах эта отметка не превышает 80 млн человек.

Определение возраста Земли

Принцип радиоизотопного датирования по углероду. Так определяют возраст ископаемых останков живых существ на Земле.

С середины XVIII века люди начали направленно изучать возраст Земли. Согласно известным физическим моделям ученый из Франции Жорж-Луи Леклерк де Бюффон оценил время, которое потребовалось бы для понижения температуры Земли с момента ее образования до той, которую имеет она сегодня (от 75 до 168 тыс. лет). Как утверждает физическая модель Земли, изначально она представлялась раскаленным шаром. В 1895-м году инженер из Ирландии — Джон Перри пересчитал эту цифру и получил 2–3 млрд лет. В 1896-м году Антуан Беккерель открыл радиоактивность, а спустя 9 лет британский физик Эрнест Резерфорд предложил метод оценки возраста земных пород при помощи радиоактивного распада.

Идея заключалась в том, чтобы определить, какая часть радиоактивного изотопа успела распасться, используя известные периоды полураспада, вычислить возраст образца. Основы радиоизотопного датирования разработал американский радиохимик Бертрам Болтвуд. При помощи данного метода в 1920-х годах было выявлено, что возраст некоторых минералов около 2-х миллиардов лет! Очевидно, возраст Земли не может превышать возраст самого мироздания, поэтому это открытие подвигло ученых найти действенный метод подсчета возраста Вселенной.

Сегодня считается, что с момента зарождения Земли как планеты прошло 4,54 ± 0,05 млрд лет.

Возраст Вселенной

Ученые могут показать, что он пропорционален обратной величине постоянной Хаббла.

Таким образом, точное определение этой константы является критической проблемой для космологии. Недавние измерения показывают, что сейчас космосу от 7 до 20 миллиардов лет.

Но Вселенная обязательно должна быть старше, чем ее самые старые звезды. А они оцениваются в возрасте от 13 до 16 млрд лет.

Около 14 миллиардов лет назад Вселенная начала расширяться во всех направлениях от бесконечно малой плотной точки, известной как особенность. Это событие известно как Большой взрыв.

В течение первых нескольких секунд после начала быстрой инфляции, которая продолжалась в следующие сотни тысяч лет, появились фундаментальные частицы. Которые позже составили бы материю, но она, как знает человечество, еще не существовала. В этот период Вселенная была непрозрачной, наполненной чрезвычайно горячей плазмой и мощным излучением.

Однако по мере расширения ее температура и плотность постепенно снижались. Плазму и излучение в конечном итоге заменили водород и гелий, самые простые, легкие и наиболее распространенные элементы во Вселенной. Гравитации потребовалось несколько сотен миллионов дополнительных лет, чтобы объединить эти свободноплавающие атомы в первичный газ, из которого появились первые звезды и галактики.

Это объяснение о начале времени было получено из стандартной модели космологии Большого взрыва, также известной как система Лямбда — холодная темная материя.

Космологические модели Вселенной основаны на прямых наблюдениях. Они способны делать прогнозы, которые могут быть подтверждены последующими исследованиями, и полагаются на общую относительность, потому что эта теория дает наилучшее согласие с наблюдаемыми крупномасштабными поведениями. Космологические модели также основаны на двух фундаментальных предположениях.

Земля не расположена в центре Вселенной и не занимает особого места, поэтому космос выглядит одинаково во всех направлениях и из всех мест в большом масштабе. И одни и те же законы физики, действующие на Земле, применяются во всем космосе независимо от времени.

Следовательно, то, что человечество наблюдает сегодня, может быть использовано для объяснения прошлого, настоящего или для помощи в прогнозировании будущих событий в природе, независимо от того, насколько далеко расположено это явление.

Невероятно, чем дальше люди вглядываются в небеса, тем дальше они смотрят в прошлое. Это позволяет проводить общий обзор Галактик, когда они были намного моложе, чтобы можно лучше понять, как они эволюционировали по отношению к тем, которые ближе и, следовательно, намного старше. Конечно, человечество не может видеть одни и те же Галактики на разных этапах своего развития. Но могут возникнуть хорошие гипотезы, группируя Галактики по категориям на основе того, что они наблюдают.

Считается, что первые звезды образовались из газовых облаков вскоре после начала Вселенной. Стандартная модель большого взрыва предполагает, что можно найти самые ранние Галактики, заполненные молодыми горячими телами, которые придадут этим системам синий оттенок. Модель также предсказывает, что первые звезды были более многочисленными, но меньше по размеру, чем современные. И что системы иерархически выросли до своего текущего размера, поскольку маленькие Галактики со временем образовывали большие островные вселенные.

Интересно, что многие из этих прогнозов были подтверждены. Например, еще в 1995 году, когда космический телескоп Хаббла впервые посмотрел глубоко в начало времени, он обнаружил, что молодая Вселенная была заполнена слабыми синими Галактиками, которые были в тридцать — пятьдесят раз меньше Млечного пути.

Стандартная модель большого взрыва также предсказывает, что эти слияния все еще продолжаются. Поэтому человечество должно найти доказательства этой активности и в соседних Галактиках. К сожалению, до недавнего времени было мало доказательств энергичности слияний среди звезд около Млечного Пути. Это было проблемой со стандартной моделью большого взрыва, потому что предполагало, что понимание Вселенной может быть неполным или ошибочным.

Только во второй половине XX века было накоплено достаточно физических доказательств, чтобы сделать разумные модели процесса формирования космоса. Нынешняя стандартная система большого взрыва была разработана на основе трех основных экспериментальных данных.

Что нужно вкладывать в это понятие

Космическое пространство – это совокупность областей Вселенной, лежащих за пределами атмосфер или твердых оболочек небесных тел. С точки зрения обывателя, космос – это огромная пустота, Великое Ничто, в котором «плавают» планеты, звезды и галактики, перемещаются межпланетные зонды и другие объекты. Такое изображение космического пространства неверно: хотя его плотность за пределами нашей атмосферы и невелика, оно не является пустым. Его заполняет межзвездный газ, пыль, различные виды излучений. Есть еще и загадочная темная энергия и материя…

На самом деле, все еще сложнее. Изначально греческое слово «космос» имело в основном философское значение, обозначая пространство вокруг нашей планеты. В западноевропейских языках, в основе которых лежит латынь, под ним подразумевают невообразимую бесконечность Вселенной. Русское словосочетание «космическое пространство» – это скорее тавтология, ставшая для нас привычной.

Космическое пространство невообразимо огромно. Диаметр нашей галактики составляет 100 тыс. световых лет

Кроме того, данное определение имеет множество аспектов. У астронома оно ассоциируется с движением небесных тел и взаимодействием между ними. Физик расскажет об удивительных свойствах вакуума, теории относительности и флуктуациях, которые порождают новые элементарные частицы. Инженер поведает о проблемах освоения космоса. Юриста в основном интересует правовой режим использования космического пространства.

Космическое пространство разделяют на:

• околоземное;
• межпланетное;
• межзвездное;
• межгалактическое.

Четкой границы космоса не существует – плотность воздуха и атмосферное давление уменьшается постепенно. В ВВС США утверждают, что она начинается на высоте в 50 миль (80,5 км). Согласно другому мнению, данная черта проходит на отметке 122 км, где прекращается влияние ветров и начинается воздействие космических частиц.

Размножение маранты делением куста

Корея в составе Японской империи

Японцы во время оккупации Кореи не церемонились с местным населением

После 1910 года вся власть над Кореей была сосредоточена в руках генерал-губернатора, статус которого был равен императорскому. В его руках были сосредоточены все ветви власти в стране. Япония стремилась взять под контроль всю экономику своей новой колонии:

• Природные ресурсы были полностью взяты под контроль;
• Транспортные системы тоже были взяты под контроль;
• Японским предпринимателям были созданы идеальные условия для работы, в то время как для корейцев существовали непосильные налоги;
• В промышленности был сделан упор на развитие добывающей отрасли, так как сырьё нужно было японским компаниям и корпорациям.

Следствием подобной политики японских властей стал рост национально-освободительного движения в Корее. Первые антиколониальные восстания против Японии были жестоко подавлены, особенно пострадали корейские патриоты в результате Первомартовского восстания 1919 года.

После того, как японские власти показали свою силу, они открыто объявили, что будут проводить «культурное правление», направленное на улучшение жизни корейцев. На самом деле, Япония в спешном порядке принялась милитаризировать Корейский полуостров, подготавливая для себя плацдарм, с которого будут проходить все будущие японские экспансии в Азию. Кроме того, Корея превращалась в сырьевую базу для Японской империи.

Ближе к 1930 году Япония начала проводить жёсткую политику ассимиляции корейского населения:

• На высшие государственные должности в Корее назначались исключительно японцы;
• Запретили использование корейского языка в общественных местах и учебных заведениях;
• В 1942 году был введён всеобщий запрет на использование корейского языка, даже в частной жизни.

Как посадить и вырастить бархатцы на балконе

Хаббловское время

Но вопросом о возрасте мироздания занимался не только телескоп, названый в честь ученого, но и сам ученый, американский астроном Эдвин Хаббл. Ему удалось вывести свою известную формулу v = H*D, где v – скорость расширения Вселенной, D – расстояние от наблюдаемой галактики до наблюдателя, а H – постоянная Хаббла, которая обратно пропорциональна времени. О существовании постоянной Хаббла, как величины, определяющей зависимость между расстоянием до объекта и скоростью его удаления, впервые предположил священник астроном из Бельгии — Жорж Леметр. Согласно его идее, мир произошел из одного, условно говоря, атома, а после — стал расширяться. Позже, эта теория шутливо была названа «Большим Взрывом», но в дальнейшем этот термин прочно закрепился в космологии.

Э.П. Хаббл со снимком галактики Андромеда в руках

Спустя некоторое время, в 1929 году Э. Хаббл получил более точное значение упомянутой постоянной. Очевидно, что возраст мироздания напрямую зависит от постоянной Хаббла. Изначально, используя имеющуюся модель Вселенной, ученые рассчитали, что величину, обратно пропорциональную постоянной Хаббла нужно умножить на 2/3. Однако в таком случае искомая величина составляет около 1,2 млрд лет, число, близкое к тому, что предложили индуисты еще в 150-м году до н.э. Впрочем, к концу XX-го века уже были получены астрономические данные, которые говорили о возрасте 13-15 млрд лет.

Как выяснилось, причиной неправильной оценки стали неверные представления о расширении Вселенной. Только в 1999-м году две группы астрономов смогли доказать, что последние 5-6 млрд лет расширение космического пространства ускоряется, а не замедляется, как считалось ранее. По современным подсчетам этим методом ученые вывели значение 13,798 ± 0,037 лет.

Так же интересно:

Как возникли галактики?

Мы так и не выяснили, как появилась галактика, где мы живём. Что уж там – мы даже не успели выяснить, в каком именно месте Вселенной мы живём, наш космический адрес. Для начала вернёмся к моменту, когда водород начал скапливаться в некоторых местах. Иногда водород образовывал дисковые скопления вещества, которые сформировали протогалактические структуры, а уже в этих структурах начинался процесс фрагментации вещества и образования из него звёзд. Возникли первые галактики спустя 400 миллионов лет после Большого Взрыва. Например, наша галактика возникла спустя 420 миллионов лет после зарождения мира.

Делятся галактики на спиральные, эллиптические и неправильные.  – спиральная галактика типа SBbc, или галактика с перемычкой.

Диаметр Млечного пути – 100000 световых лет (то есть, свету необходимо 100000 лет, чтобы пройти через нашу галактику). Количество звёзд в нём – от 100 до 400 миллиардов. Наша Солнечная система делает один оборот вокруг центра галактики за 220 миллионов лет. Но галактика – далеко не самая крупная единица в Вселенной. Наша галактика является центром подгруппы Млечного пути, содержащей в себе нашу галактику и 14 её гравитационных спутников. В свою очередь, она входит в состав Местной группы галактик, включающей в себя подгруппу Андромеды, подгруппу Треугольника и подгруппу Млечного Пути (в общей сложности – 50 галактик). Местная группа галактик входит в состав Местного листа галактик – плоского облака галактик с диаметром 23 миллиона световых лет. Местный лист галактик – часть сверхскопления Девы, которое содержит около 30000 галактик и имеет радиус в 200 миллионов световых лет. А оно, в свою очередь, входит в состав Ланиакеи с диаметром в 520 миллионов световых лет. Центром притяжения Ланиакеи является Великий Аттрактор – огромное сверхскопление галактик, весящее в 100000 раз больше Млечного Пути. На данный момент известно 38 таких сверхскоплений. Но и это ещё не всё. Самые большие структуры во Вселенной – галактические нити и стены. Мы с вами пока не входим в состав какой-либо стены или нити, но учёными уже была предложена Местная Великая Стена, которая включала бы в себя сверхскопление Девы. Самой же большой структурой из известных нам является Великая стена Геркулес-Северная Корона, имеющая диаметр около 10 миллиардов световых лет. Размер наблюдаемой Вселенной равен 46 миллиардам световых лет. А из-за того, что Вселенная расширяется быстрее скорости света, и свет от самых удалённых её объектов до нас просто не дошёл, никто не знает, какой размер она имеет на самом деле.

В итоге наш космический адрес выглядит так:

Земля – Солнечная Система – Млечный Путь – подгруппа Млечного Пути – Местная группа галактик – Местный лист галактик – сверхскопление Девы – Ланиакея – Местная Великая Стена (но это не точно) – Вселенная.

«Мобильность и ударные возможности»: чем уникален новый российский авиадесантируемый бронеавтомобиль «Тайфун-ВДВ»

Танто: самый короткий меч самурая

Боевой топор: происхождение и исторические особенности

И снова «пуп мироздания»

Может показаться, что раз уж галактики «разбегаются» во все стороны от наблюдателя, находящегося на Земле, сам этот наблюдатель находится в самой середине мироздания. Неужели Земля и в самом деле занимает центральное место в огромной Вселенной?

На самом деле это не так. Исследование характера этого движения и его зависимости от расстояния показало, что галактики «разбегаются» и относительно друг друга.

То есть вся Вселенная в каждой своей точке находится в состоянии непрерывного расширения. Не такого, какое возникает при взрыве, когда осколки из одной точки разлетаются во все стороны. Попробуйте представить, что разлетаются не галактики, а пространство между галактиками. Получилось?

Если нет, то простейшей моделью может служить мыльный пузырь или медленно надуваемый резиновый воздушный шарик, на поверхность которого точками нанесено положение галактик. По мере того, как шарик раздувается, точки все дальше отходят одна от другой.

При этом они не движутся по направлению к чему-нибудь или от чего-нибудь. «Разбегание» происходит исключительно за счет расширения поверхности, на которую точки нанесены.

Представим себе существ, которые живут в мире, где существуют всего два измерения — длина и ширина. Вся их Вселенная — это поверхность.

И если бы они обитали на поверхности надуваемого шарика, то «надувание» и стало бы для них расширением Вселенной. Все расстояния увеличиваются, а центра расширения, который могли бы увидеть «двумерные» наблюдатели, в их Вселенной нет.

Еще одна особенность такого мира: в каком бы направлении ни отправились двухмерные существа, они никогда не смогут достигнуть границы своей Вселенной — ее просто не существует, хотя площадь поверхности шарика имеет конечную величину и измеряется конкретным числом квадратных сантиметров.

Так конечное может стать безграничным и бесконечным.

Читайте также:

Первые предположения

Представляя Землю центром мира, ученые древности заранее ставили себя в тупик

Вопросом о возрасте мироздания философы задавались еще в античность. Греки и вавилоняне утверждали о вечности мира, индуисты же в 150-м году до н.э. определили точную цифру — 1 млрд. 972 млн. 949 тыс. 091 год, и среди своих современников оказались ближе всех к истине. В XVII веке английский теолог Джон Лайтфут глубоко проанализировав библейские тексты, заявил, что сотворение мира выпало на 3929 год до н.э.

Однако, известные ученые того времени, а именно немецкий астроном Иоганн Кеплер и английский физик Исаак Ньютон, опираясь не только на Библию, но и на астрономические наблюдения, все же недалеко ушли от теологов и представили 3993 и 3988 годы до н.э.

Абсолютная вездеходность

Стационарные волны: аномальные энергетические потоки

Эта схема демонстрирует принцип супервращения в верхних слоях венерианской атмосферы: на дневной стороне оно имеет более однородный характер, а на ночной выглядит нерегулярным и непредсказуемым

Ранее предполагалось, что супервращение происходит на дневной и ночной сторонах планеты единообразно. Однако новое исследование показало, что ночная сторона Венеры обладает собственными, уникальными облачными образованиями и другой морфологией облачного слоя в целом. Ученые обнаружили волнистые нитевидные облака, которых на дневной стороне попросту не было. Кроме того, был замечен аплевеллинг: на Земле этот термин обозначает, что водные слои из глубин океана поднимаются на поверхность; в случае же Венеры то же самое применимо и к облакам.

Эту особенность ночной половины планеты окрестили «стационарные волны». По словам Агустина Санчес-Лавега из Университета дель Паис Васко в Бильбао, Испания, это своего рода гравитационные волны: восходящие потоки, возникающие в нижних слоях атмосферы планеты, не двигаются вслед за вращением планеты. Они сосредоточены по большей части на высокогорье, что говорит о том, что на облака напрямую влияет топография.

Таинственные волны были смоделированы в 3D с помощью данных VIRTIS, а также радиоданных, полученных от другой системы космического корабля, Venus Radio Science experiment (VeRa). Предполагалось, что атмосферные волны являются результатом воздействия сильных ветров, обдувающих топографические объекты — подобный процесс был задокументирован на дневной стороне Венеры. Однако исследования российских зондов, измеривших скорость планетарных ветров, показали, что ветер недостаточно силен, чтобы быть источником подобных атмосферных аномалий. Более того, на южном полушарии некоторые характерные особенности ландшафта и вовсе отсутствуют.

На ночной стороне Венеры астрономы обнаружили таинственные нитевидные образования в атмосфере, изучив ее с помощью VIRTIS

Еще больше астрономов озадачил тот факт, что стационарные волны отсутствуют в средних и нижних облачных слоях Венеры, не появляясь ниже 50 км над поверхностью. Так что пока наука бессильна и не в состоянии указать на источник этих волн восходящей энергии.

Примечания[править | править код]

1. , p. 103
2. О влиянии герметической литературы на Брадвардина см. работу .
3. , с. 2—17 и особенно с. 14
4. , p. 105—106
5. , с. 31—45
6. WMAP Cosmological Parameters (англ.). NASA. Goddard Space Flight Center. Проверено 22 марта 2013. Архивировано из первоисточника 22 марта 2013.
7. N° 7-2013: PLANCK REVEALS AN ALMOST PERFECT UNIVERSE (англ.).
8. Planck Collaboration Planck 2013 results. XVI. Cosmological parameters // ArXiv/astro-ph. — 2013.

9. P. A. R. Ade et al. (Planck Collaboration) (22 March 2013). «Planck 2013 results. I. Overview of products and scientific results». 1303: 5062. doi:10.1051/0004-6361/201321529. Bibcode: 2013arXiv1303.5062P.

10. Краткая история Вселенной. Архивировано из первоисточника 30 сентября 2008.
11. D.N. Spergel, R. Bean, O. Dore et al. Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Three Year Results: Implications for Cosmology. Astrophysics, abstract astro-ph/0603449.

История космологии

О боеприпасах

Для пистолета 6П28 предусмотрено использование спецпатрона СП-4. Боеприпас представляет собой бутылочнообразную гильзу, внутри которой скрыта пуля. Патрон оснащен специальным подвижным колпачком, на который воздействуют пороховые газы.

При помощи данного колпачка происходит выталкивание пули из гильзы. Сам же он, дойдя до ее верхнего края, свое движение прекращает. Спецпатрон СП-4 оснащен стальной цилиндрической пулей с ведущим латунным пояском. Масса ее не превышает 9,3 г. Задняя часть оборудована небольшим углублением. Как утверждают специалисты, подобная конструкция пули отрицательно сказалась на ее баллистических характеристиках, но в то же время такой снаряд обладает повышенным останавливающим действием. Судя по отзывам, с расстояния 20 м от убойных свойств СП-4 не смогут защитить шлемы и бронежилеты 2-го класса. С 30 м пуля пробивает стальные листы толщиной 0,5 см. Содержатся патроны по 6 штук в однорядном магазине, местом для расположения которого стала пистолетная рукоятка.

Различие между астрономией и космологией

1. Космология — это наука о Вселенной как едином целом, астрономия же изучает лишь звёздные тела.
2. Астрономия возникла у древних людей намного раньше, они ориентировались только по звёздам, поклонялись древним богам и т. д.
3. Космология объединяет знания из астрофизики, физики, философии, геологии, космогонии и астрономии.
4. В космологии ученые не привязывают свои теории к конкретным планетам, а трактуют их как бы обобщенно.
5. Астрономия не полагается практически ни на один закон физики, в то время как в основе космологии лежат многие физические утверждения.
6. Космология, в отличие от астрологии, не относится к строгим наукам. Ряд её предположений не несет никакого практического подтверждения.
7. Астрономия включает в себя наблюдения за космическими явлениями, в то время как космология находит объяснения для каждого из них.

Однако даже на сегодняшний день многие ученые считают, что космология является частью астрономии и не относят её к отдельным направлениям.

В современной науке сделано много открытий, которые позволяют расширить знания о нашей Вселенной. Некоторые из теорий подтверждены учеными мира экспериментально. Однако остается ещё много задач, которые требует тщательного изучения и материальной базы. Даже сегодня не существует единого мнения, что собой представляет Вселенная, из какого вещества она состоит. Это и является одним из заданий учёных в области не только космологии, но и сопутствующих ей наук. Знания об окружающем нас мире растут в геометрической прогрессии, но наряду с ними появляется все больше дополнительных вопросов. Для космологии это можно считать нормальным путём развития и становления как отдельной науки.