Будова Всесвіту

Звідки взялися ми? Звідки взявся сам Всесвіт? Ці питання турбують людей з початку існування, і турбуватимуть завжди. Наука стверджує, що все існуюче виникло в результаті Великого Вибуху 13,7 мільярдів років тому.

Теорію цю вперше запропонував у 1931 році астроном Жорж Леметр (Georges Lemaître, 1894-1966). Знаючи про те, що галактики у космосі розлітаються, Леметр припустив, у минулому все знаходилося в єдиній точці, яку він назвав «первинним атомом». В цій точці була сконцентрована вся матерія, маючи неймовірно величезну температуру та густину. Розміри цієї точки оцінюються вченими по-різному: одні вважають, що була вона розміром із горошину, інші говорять, що вона не перевищувала розмірів сірникової головки, є й такі, які стверджують, що вона була не більше атома. Навіть якщо ця точка була розміром із нашу Сонячну систему, то речовина Всесвіту знаходилась у ній у надзвичайно стисненому і невідомому для нас стані. Найщільніше тіло на Землі – ядро атома, густина котрого у 100 000  мільярдів разів більше густини води (1г/см³).

Як з’ясували астрофізики, у Всесвіті існують надщільні тіла – нейтронні зірки, речовина у яких стиснута у 10 – 100 разів більше, ніж частинки у ядрі атома. Якби земна куля раптово стала надщільною, як нейтронна зірка, з тією ж масою вона б мала розміри футбольного м’яча. Сонце, яке має масу у 330 000 разів більшу, ніж Земля, у «нейтронному вигляді» перетворилося б на тіло діаметром у 3 кілометри.

А те, що нас цікавить найбільше – Всесвіт – зібралося б у тіло усього лише у 50 світлових років – 500 000 мільярдів кілометрів у поперечнику. Ми зовсім не жартуємо, коли говоримо «усього лише». Незважаючи на величезні розміри «первинного атома», які важко навіть уявити й тим більше здолати сучасними космічними кораблями, але у порівнянні з тим простором, яке займає нині Всесвіт, вони мізерні.

Деякі вчені вважають, що у такому надзвичайно стиснутому стані речовина взагалі перестала існувати – всі атомні і субатомні частинки розпалися і перетворилися у чисту енергію. Ось тому вчені і вважають, що Всесвіт міг бути розміром із горошину. Енергія речовинністю не володіє, а тіло із речовини не може зайняти у просторі те ж саме місце, яке вже займає інше тіло.

Після Великого Вибуху Всесвіт постійно розширюється. У Всесвіті існує величезна кількість галактик та гігантських скупчень зірок. Галактики надзвичайно різноманітні за формою та розмірами. Наша Галактика разом з іншими утворюють скупчення галактик. Наша Галактика обертається і збоку нагадує дзиґу з хвостами, які закручені у вигляді спіралі.

Коли ми дивимося вночі у небо, то бачимо широку світлу смугу, яка перетинає небо з півночі на південь. Це – Чумацький Шлях. У 1609 році Галілей побачив у телескоп, що Чумацький Шлях – це безліч зірок, які розміщені так близько та щільно, що нам вони здаються суцільною смугою. Чумацький Шлях – це частина нашої Галактики, в якій поряд з нашою Сонячною системою знаходяться сотні мільярдів зірок. Наша Галактика також має назву Чумацький Шлях. Але для зручності астрономи домовилися, що маючи на увазі нашу Галактику, писатимуть її назву з великої букви, а усі інші – з маленької. Назва «галактика» походить від грецького слова γαλακτικός - молочний.

Раніше вчені вважали, що чим далі від умовного центру Всесвіту, тим галактики рухаються усе повільніше. Але останні дослідження показали що вони навпаки – віддаляються одна від одної. До того ж їх швидкості постійно зростають. Тільки уявіть собі незліченну кількість галактик, які розлітаються з неймовірними швидкостями у космічному просторі!

Пам’ятаєте, ми говорили про те, що раніше люди вважали, що Земля знаходиться у центрі Всесвіту ? А потім з’ясувалося, що й Сонце та Сонячна система знаходяться не у центрі Галактики, а на її «узбіччі».

Наша Галактика під час своєї подорожі у Всесвіті зустрілася з двома маленькими галактиками та притягнула їх до себе. Вони мають назву Магелланові хмари. Влітку їх можна побачити неозброєним оком у північній півкулі. Вперше їх спостерігала експедиція Фернана Магеллана. Ось чому вони мають таку назву. Мине мільярд років, і ці галактики остаточно притягнуться, розчиняться у межах нашої Галактики.

У північній півкулі ми можемо побачити Туманність Андромеди. Це також Галактика. Вона більша за нашу і знаходиться на відстані 2 мільйонів світлових років від нас.

З краю галактики не так багато зірок, ніж у її середині. Зірки також надзвичайно різноманітні. Іноді вони утворюють систему подвійних зірок, кожна з яких обертається навколо іншої.

Наше Сонце обертається у Галактиці з періодом обертання у 200 мільйонів років. Через величезні відстані між зірками незручно вимірювати відстані між зірками у кілометрах. Астрономи користуються поняттям «світловий рік», що визначає відстань, яку сонячне світло проходить за один рік. Якщо врахувати, що швидкість світла становить 300 тисяч кілометрів за секунду, за один рік світло проходить майже 10 трильйонів кілометрів. Середня відстань між зірками становить 5 світлових років.

У нічному небі ми бачимо сотні зірок. Але в астрономічному розумінні не всі вони є власне зірками. Адже ми бачимо і Марс, і Венеру та інші планети. Вони випромінюють не власне, а відбите світло, як Місяць.

Зірки

Зірки – це величезні розпечені кулі, в яких за одну секунду згоряють сотні мільйонів тон Гідрогену – найпоширенішої речовини у Всесвіті.

Кумедний випадок трапився у середині 50-х років минулого століття з французами. За допомогою радіотелескопа вони почули з неба звук, схожий на стукіт годинника, і надзвичайно зраділи, оскільки вирішили, що почули сигнал «братів по розуму». Але це виявився пульсар – зірка, яка окрім звичайного світла випромінює також і радіохвилі. Так люди дізналися про новий тип зірок.

Різноманітність зірок надзвичайна. Зірки відрізняються за температурою, розмірами, кольором, яскравістю та багатьма іншими ознаками. Існують зірки, які отримали назву карликів. Наше Сонце – також карлик. Зірки, більші за Сонце у десятки разів, мають назву гіганти. Існують ще й надгіганти, більше за Сонце у сотні разів.

Багато зірок, таких як Сонце, сяють вже дуже довго. Деякі близькі до затухання. Але існують нові і навіть наднові зірки, які вибухнули і звільнили величезну енергію.

Існує гіпотеза про те, що так звані чорні діри – це величезні згаслі зірки, які володіють настільки великою гравітацією (тяжінням), що навіть світло й радіохвилі не можуть залишити поверхню таких зірок, тобто відбитись. Тому ми не можемо побачити таку зірку.

За кольором зірки поділяються на білі, блакитні, жовті, червоні. Сонце відноситься до жовтих карликів. Різні типи зірок мають не тільки різні кольори. У них різні типи речовин, що утворюють саму матерію зірок. Наприклад, білі карлики значно відрізняються за щільністю. Якби на Землі з’явилась можливість зважити куб зі стороною у півтора сантиметри, то такий куб із речовини білого карлика важив би декілька тон!

З давніх часів зірки допомагали віщувати погоду, зміну сезонів, орієнтуватися у подорожах, здійснювати відлік часу. Люди звернули увагу, що зірки утворюють на небі певні скупчення. Люди дали їм назву сузір’їв і стали давати їм назву. Вчені називають сузір’ями не ці фігури, а певні ділянки зоряного неба. Небо поділено на 88 сузір’їв. Назви багатьох сузір’їв прийшли зі Стародавньої Греції і пов’язані з персонажами міфів та легенд. Найяскравіше сузір’я, яке ви можете побачити у нашій півкулі – це Велика Ведмедиця. У ньому сім яскравих зірок. Форма сузір’я нагадує великий ківш – іноді його називають й так. Це його друга, ненаукова назва.

Поговоримо про найближчу до нас зірку – Сонце. Сонце – центр нашої планетної системи. Сонце знаходиться дуже далеко від Землі – на відстані у 150 мільйонів кілометрів. Ось чому воно здається нам не більше за Місяць. Сонце, як і Земля, обертається навколо власної вісі із заходу на схід. Температура Сонця – 15 мільйонів градусів Цельсія, на Землю потрапляє лише одна двохмільярдна частина тепла й світла, але й цього цілком достатньо для наших потреб.

Завдяки теплу й світлу, випромінюваному Сонцем, існує життя на нашій планеті: відбувається процес фотосинтезу у рослинах, кругообіг води і повітря. Іноді Сонце викидає у простір величезні хмари зоряної речовини, схожі на щупальца. Вони мають назви протуберанців. Зони на Сонці, холодніші за інші, у телескопі мають вигляд темних плям. Саме за рухом чорних плям на Сонці Галілео Галілей визначив, що Сонце обертається навколо власної вісі.

Вивчення Сонця дозволяє визначити природу інших зірок, а також його дію на нашу планету, на життя різноманітних організмів на Землі.