Вселенная и её масштабы. Расширение Вселенной

1.

2.

МАСШТАБЫ ВСЕЛЕННОЙ СТОЛЬ ВЕЛИКИ, ЧТО ИСПОЛЬЗОВАТЬ ЕДИНИЦЫ ДЛИНЫ, ПРИНЯТЫЕ В СИ,
НЕУДОБНО. НАПРИМЕР, РАЗМЕРЫ НАШЕЙ ГАЛАКТИКИ ТАКОВЫ, ЧТО ЛУЧ СВЕТА, РАСПРОСТРАНЯЯСЬ
СО СКОРОСТЬЮ 300000 КМ/С ПРОХОДИТ РАССТОЯНИЕ ОТ ОДНОГО ЕЕ КРАЯ ДО ДРУГОГО ЗА СТО
ТЫСЯЧ ЛЕТ. ПОЭТОМУ В МАСШТАБАХ ВСЕЛЕННОЙ ИСПОЛЬЗУЮТ ОСОБУЮ С.И
• ПАРСЕК (ПК) – ПАРАЛЛАКС-СЕКУНДА.
• СЕКУНДА – ЕДИНИЦА ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА.
• ПАРСЕК – РАССТОЯНИЕ, С КОТОРОГО РАДИУС ЗЕМНОЙ ОРБИТЫ ВИДЕН ПОД УГЛОМ В ОДНУ УГЛОВУЮ
СЕКУНДУ.
• 1 ПК = 206265 А.Е. = 3,3 С.Г. = 33 МРЛН КМ.

3.

НАСКОЛЬКО ВЕЛИКА И ПЛОТНА ВСЕЛЕННАЯ
• ДАЖЕ НЕ ВООРУЖЕННЫМ ГЛАЗОМ НА НОЧНОМ НЕБЕ МОЖНО ЗАМЕТИТЬ ДЕСЯТКИ ЗВЁЗД
,НО ДАЖЕ ТАК ,ПРОСТРАНСТВА ,ЧТО ОСТАЮТСЯ «ПУСТЫМИ» МОГУТ СВЕТИТЬСЯ ДАЖЕ
ЯРЧЕ ЭТИХ ЗВЁЗД ,ПРОСТО МЫ НЕ МОЖЕМ ЭТО УВИДЕТЬ.

4.

Ха́ббл-экстри́м-дип-филд (hubble extreme deep field, сокращенно XDF) — детальный снимок небольшого
участка пространства, где "на глаз" ничего и нет.
В ходе проекта XDF специалистами NASA и ESA были обработаны и сведены в единое изображение более
2000 фотографий, сделанных телескопом за 10 лет, основную часть составляют снимки, созданные в 2002—
2003 годах в видимом диапазоне и снимки 2009 года в инфракрасной части спектра
.
Общее время экспозиции составляет 2 миллиона секунд, что равняется примерно 23 дням. Полученное
изображение содержит ТЫСЯЧИ галактик и до триллиона звезд в каждой из них!
Свет от самой далекой шел к нам 13,3 млрд световых лет. Вообще, сейчас установлено, что свет от самой
далекой звезды (галактики) шел к нам 13,75 млрд лет).
А поскольку вселенная постоянно расширяется с ускорением 74,2 ± 3,6 км/сек на мегапарсек.
И исходя из сложных расчетов получаем, что обозримая нами вселенная имеет размер 45 миллиардов
световых лет в каждом направлении. Или 90 млрд световых лет в диаметре!
90 млрд световых лет умножим на 10 трлн км (1 световой год) получим 900 000 000 000 000 000 000 000 км.
Если представить световой год (10 триллионов км) в масштабе 1 мм, то ОБОЗРЕВАЕМАЯ НАМИ вселенная
размахнется на 90 000 км! А это более 2-х экваторов, или всего в ~4 раза меньше расстояния от земли до
луны.

5.

6.

ЕСЛИ 1 КРУПИНКА САХАРА
= 1 ЗВЕЗДА
ЕСЛИ САХАРНЫЙ ПЕСОК МЕЛКИЙ, ТО КАЖДЫЙ "КУБИК" КРИСТАЛЛИКА ИМЕЕТ СТОРОНУ ~0,5 ММ. ПОЛУЧАЕТСЯ, ЧТО ОБЪЕМ КАЖДОЙ
КРУПИНКИ В СРЕДНЕМ СОСТАВЛЯЕТ 0,000.000.000.125 М3 УМНОЖИМ НА ЧИСЛО ЗВЕЗД В ГАЛАКТИКЕ МЛЕЧНЫЙ ПУТЬ (200-400 МЛРД),
ПУСТЬ ИХ БУДЕТ 300 МЛРД: ПОЛУЧАЕТСЯ, ЧТО ПРИ ИДЕАЛЬНОЙ "ПРЕСОВКЕ" САХАРА МЫ ПОЛУЧИМ ОБЪЕМ ОКОЛО 38 КУБОМЕТРОВ.
ДОБАВИМ 12% НА ПУСТОТЫ МЕЖДУ КРИСТАЛЛАМИ И ПОЛУЧИМ ОКОЛО 43 КУБОМЕТРОВ САХАРНОГО ПЕСКА. ЭТО ЕМКОСТЬ, РАЗМЕРОМ
3,5 Х 3,5 Х 3,5 МЕТРА. И ВОТ В ЭТОЙ ЕМКОСТИ КАЖДАЯ КРУПИНКА САХАРА - ЗВЕЗДА В ГАЛАКТИКЕ МЛЕЧНЫЙ ПУТЬ. А ТЕПЕРЬ ДАВАЙТЕ
ЭКСТРАПОЛИРУЕМ ОБЪЕМ ОДНОЙ КРУПИНКИ В МАСШТАБЫ ВСЕЛЕННОЙ. 0,000.000.000.125 М3 УМНОЖИМ НА
1.000.000.000.000.000.000.000.000 ЗВЕЗД (10^24) + 3% НА ПУСТОТЫ МЕЖДУ КРИСТАЛЛАМИ (ПУСТОТЫ БУДУТ МАЛЕНЬКИМИ ИЗ-ЗА
БОЛЬШОГО ДАВЛЕНИЯ ПОД СОБСТВЕННЫМ ВЕСОМ). ПОЛУЧИМ ОБЪЕМ 3,750.000.000.000 КУБОМЕТРОВ, ИЛИ 3,740 КУБИЧЕСКИХ
КИЛОМЕТРОВ САХАРНОГО ПЕСКА. А ЭТО КУБ, РАЗМЕРОМ: 15,5 Х 15,5 Х 15,5 КИЛОМЕТРОВ!! ПОЛНОСТЬЮ ЗАПОЛНЕННЫЙ САХАРНЫМ
ПЕСКОМ! ГДЕ КАЖДАЯ КРУПИНКА - ЗВЕЗДА ВО ВСЕЛЕННОЙ. P.S. МЫ НЕ УЧИТЫВАЕМ МЕЖЗВЕЗДНОЕ РАССТОЯНИЕ, ПОТОМУ ЧТО ОНО
НАСТОЛЬКО ВЕЛИКО, ЧТО РАЗМЕРАМИ ВСЕЙ НАШЕЙ ПЛАНЕТЫ ЗЕМЛЯ В МАСШТАБАХ ВСЕЛЕННОЙ МОЖНО ПРЕНЕБРЕЧЬ.

7.

• РАСШИРЕНИЕ ВСЕЛЕННОЙ — ЯВЛЕНИЕ, СОСТОЯЩЕЕ В ПОЧТИ ОДНОРОДНОМ И ИЗОТРОПНОМ
(НАПРАВЛЕННОМ ВО ВСЕ СТОРОНЫ) РАСШИРЕНИИ КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА В МАСШТАБАХ ВСЕЙ
ВСЕЛЕННОЙ.
ВСЕЛЕННАЯ БЕЗГРАНИЧНА, НО ОНА НЕОБЯЗАТЕЛЬНО БЕСКОНЕЧНА. У НЕЁ НЕТ ГРАНИЦ, Т. К. ГРАНИЦА
КАКОГО ЛИБО ТОЧЕЧНОГО МНОЖЕСТВА (В ДАННОМ СЛУЧАЕ ВСЕЛЕННОЙ) — ПОДМНОЖЕСТВО ТОЧЕК, ЛЮБАЯ
ОКРЕСТНОСТЬ КОТОРЫХ СОДЕРЖИТ КАК ОТНОСЯЩИЕСЯ К ЭТОМУ МНОЖЕСТВУ (ВСЕЛЕННОЙ) ТОЧКИ, ТАК И
НЕ ОТНОСЯЩИЕСЯ К НЕМУ, А ВСЕЛЕННАЯ — ОБЪЕДИНЕНИЕ ВСЕГО СУЩЕГО, ПОЭТОМУ ВСЕ ТОЧКИ
СУЩЕСТВУЮЩИХ ОКРЕСТНОСТЕЙ ДОЛЖНЫ ПРИНАДЛЕЖАТЬ ЕЙ.
ВСЕЛЕННАЯ МОЖЕТ БЫТЬ КОНЕЧНОГО ОБЪЕМА, НО НЕ ИМЕТЬ ГРАНИЦ. ТОГДА ПРИ РАСШИРЕНИИ РАСТУТ ЕЕ
ОБЪЕМ И ВСЕ РАССТОЯНИЯ ВНУТРИ, Т. Е. ОНА КАК БЫ РАСШИРЯЕТСЯ "В СЕБЯ" (КАК РАСШИРЯЕТСЯ
РЕЗИНОВЫЙ ШАРИК ПРИ НАДУВАНИИ).

8.

КАК БЫЛО ОТКРЫТО РАСШИРЕНИЕ
ВСЕЛЕННОЙ:
• ВСЁ НАЧАЛОСЬ, КОГДА А. ЭНШТЭЙН СОЗДАЛ ОБЩУЮ ТЕОРИЮ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ. В ЕЁ УРАВНЕНИЯХ ОПИСАНЫ
ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА МАТЕРИИ, ПРОСТРАНСТВА И ВРЕМЕНИ. ПРИМЕНИВ СВОЮ ТЕОРИЮ КО ВСЕЛЕННОЙ
КАК К ЦЕЛОЙ СИСТЕМЕ, ЭНШТЭЙН ОБНАРУЖИЛ, ЧТО ТАКОГО РЕШЕНИЯ, КОТОРОМУ СООТВЕТСТВОВАЛА БЫ НЕ
МЕНЯЮЩАЯСЯ СО ВРЕМЕНЕМ ВСЕЛЕННАЯ, НЕ ПОЛУЧАЕТСЯ.
В НАЧАЛЕ 20-Х ГОДОВ СОВЕТСКИЙ МАТЕМАТИК АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ ФРИДМАН РЕШИЛ ДЛЯ ВСЕЛЕННОЙ
УРАВНЕНИЕ ОБЩЕЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ, НЕ НАКЛАДЫВАЯ УСЛОВИЯ СТАЦИОНАРНОСТИ. ОН ДОКАЗАЛ, ЧТО
МОЖЕТ БЫТЬ ДВА РЕШЕНИЯ: РАСШИРЯЮЩИЙСЯ МИР И СЖИМАЮЩИЙСЯ МИР. ПОЛУЧЕННЫЕ ФРИДМАНОМ
УРАВНЕНИЯ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ЭВОЛЮЦИИ ВСЕЛЕННОЙ И В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ.
ВСЕ ЭТИ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ РАССУЖДЕНИЯ НЕ СВЯЗЫВАЛИСЬ С РЕАЛЬНЫМ МИРОМ ДО ТЕХ ПОР, ПОКА В 1929 Г
АМЕРИКАНСКИЙ АСТРОНОМ ЭДВИН ХАББЛ НЕ ПОДТВЕРДИЛ РАСШИРЕНИЕ ВИДИМОЙ ЧАСТИ ВСЕЛЕННОЙ. ОН
ИСПОЛЬЗОВАЛ ПРИ ЭТОМ ЭФФЕКТ ДОПЛЕРА (ИЗМЕНЕНИЕ ЧАСТОТЫ И, СООТВЕТСТВЕННО, ДЛИНЫ ВОЛНЫ
ИЗЛУЧЕНИЯ, ВОСПРИНИМАЕМОЙ НАБЛЮДАТЕЛЕМ (ПРИЁМНИКОМ), ВСЛЕДСТВИЕ ДВИЖЕНИЯ ИСТОЧНИКА ИЗЛУЧЕНИЯ
ОТНОСИТЕЛЬНО НАБЛЮДАТЕЛЯ (ПРИЁМНИКА)).

9.

ЧТО ЗАСТАВЛЯЕТ ВСЕЛЕННУЮ
РАСШИРЯТЬСЯ?
• УЧЁНЫЕ ДО СИХ ПОР НЕ МОГУТ ДАТЬ ТОЧНЫЙ ОТВЕТ НА ЭТОТ ВОПРОС. ОНИ
ПРЕДПОЛАГАЮТ СУЩЕСТВОВАНИЕ НЕКОЙ "ТЁМНОЙ ЭНЕРГИИ", КОТОРАЯ ПОКА ЕЩЁ
НИКАК НЕ ИЗУЧЕНА И НЕ ОПРЕДЕЛЕНА.

10.

КОНЕЧНАЯ СУДЬБА ВСЕЛЕННОЙ:
• ЕСЛИ СРЕДНЯЯ ПЛОТНОСТЬ ВСЕЛЕННОЙ БОЛЬШЕ КРИТИЧЕСКОЙ ПЛОТНОСТИ,
ВСЕЛЕННАЯ, ВЕРОЯТНО, ПЕРЕСТАНЕТ РАСШИРЯТЬСЯ И СНОВА НАЧНЕТ СЖИМАТЬСЯ.
ЭТО СЖАТИЕ УСКОРИТСЯ И В КОНЕЧНОМ ИТОГЕ ПРИВЕДЕТ К БОЛЬШОМУ СЖАТИЮ,
ПРОТИВОПОЛОЖНОМУ БОЛЬШОМУ ВЗРЫВУ. ВСЕЛЕННАЯ БУДЕТ ЗАМКНУТОЙ И
ОГРАНИЧЕННОЙ.
ТАКЖЕ СУЩЕСТВУЕТ ТЕОРИЯ БОЛЬШОГО ОХЛАЖДЕНИЯ, КОТОРАЯ ПОДРАЗУМЕВАЕТ ПОД
СОБОЙ ТО, ЧТО ВСЕЛЕННАЯ НЕ ПЕРЕСТАНЕТ РАСШИРЯТЬСЯ И В КОНЕЧНОМ ИТОГЕ
СТАНЕТ НАСТОЛЬКО ОГРОМНОЙ, ЧТО ОХЛАДЕЕТ, А БОЛЬШАЯ ЧАСТЬ ЭТОГО
ПРОСТРАНСТВА БУДЕТ ПУСТЫННА.