Телескоп (сущ.): Устройство, относящееся к глазу так же, как телефон к уху, и разрешающее удаленным объектам донимать нас обилием ненужных деталей.
Амброз Бирс (Бирс А. Словарь Сатаны. – М.: Центрполиграф, 2003.)
Вселенная галактик
Я уже рассказал, как были созданы атомы периодической таблицы и что мы – это звездная пыль либо, в случае, если быть менее романтичным, «ядерный мусор», оставшийся от горючего, разрешающего звездам сиять. Эти процессы зависят от значения ядерной силы, которая «склеивает» протоны и нейтроны в ядра атома и измеряется космическим числом ε = 0,007, которое обозначает, в каком соотношении высвобождается энергия на протяжении термоядерной реакции преобразования водорода в гелий. Но откуда появились самые первые протоны и атомы водорода и как из изначальной материи появились первые галактики и звезды? Дабы ответить на эти вопросы, нам необходимо увеличить наши границы в пространстве и во времени – в межгалактическую область и назад в ту эру, в то время, когда еще не было первых звезд. Мы должны познакомиться с другими числами, каковые обрисовывают нашу Вселенную, и удостовериться, что наше появление зависит от их правильного значения.
Звезды планируют в галактики, каковые являются основными единицами, образующими Вселенную. Наша Галактика – одна из самых обычных. Ее сотня миллиардов звезд лежит в большинстве случаев в плоскости диска, кружась около яркой внутренней выпуклости – «балджа», где звезды расположены ближе друг к другу, чем в плоскости. Прямо в центре прячется черная дыра с массой, в 2,5 млн раз превышающей солнечную. Лучу света потребуется 25 000 лет, дабы добраться от нас до центра Галактики, а мы вместе с Землей находимся чуть дальше, чем на половине пути от центра до края диска. С того места, где расположено Солнце, другие звезды диска выглядят как лента, тянущаяся через все небо, мы ее именуем Млечный Путь. Простым звездам потребуется более 100 млн лет, дабы совершить полный оборот около центра Галактики (данный оборот время от времени именуют «галактическим годом»).
Туманность Андромеды, наш самый близкий космический сосед, находится приблизительно в 2 млн св. лет. Для астронома, находящегося на планете, обращающейся около одной из звезд в Туманности Андромеды, наша Галактика будет смотреться примерно так же, как для нас Туманность Андромеды: диск из звезд и газа, кажущийся наклоненным и поворачивающийся около центральной базы. Посредством замечательных телескопов возможно заметить миллионы других галактик. Не все из них по форме напоминают диски (Такие галактики астрономы в большинстве случаев именуют спиральными. – Прим. пер.) – другой серьёзный класс составляют так именуемые «эллиптические галактики», в которых звезды не организованы как диск, а кружат по более свободным орбитам, испытывая притяжение всех остальных звезд таковой галактики.
В космосе галактики не находятся случайным образом: большая часть из них планируют в группы либо кластеры, каковые притяжение удерживает совместно. Наша личная Местная группа галактик включает Млечный Путь и Туманность Андромеды, и 43 карликовые галактики (по крайней мере, по последним подсчетам их было конкретно столько – ученые продолжают находить весьма не сильный и мелких членов Местной группы). Притяжение тянет Туманность Андромеды в нашу сторону со скоростью примерно 100 км/с. Приблизительно через 5 млрд лет наши спиральные галактики смогут столкнуться. В космосе такие столкновения являются рутинными событиями: в его глубинах мы видим много других галактик, каковые, по всей видимости, пережили такие встречи с соседями.
Галактики являются такими огромными и разреженными, и звезды в них так рассеяны, что настоящие столкновения между ними происходят очень редко. (Это абсолютно правильно по отношению к соседям Солнца, потому, что кроме того самые родные из них выглядят не сильный искрами света.) Кроме того в то время, когда две галактики столкнутся совместно и перемешаются, столкновений звезд будет весьма мало. Единственное, что случится, – любая звезда испытает на себе коллективное притяжение всего вещества из другой галактики. Орбиты так исказятся, что звезды в итоге окажутся не в двух отдельных дисках, а в едином хаотичном рое. Конкретно так выглядят эллиптические галактики, и я подозреваю (не смотря на то, что на данный вопрос все еще нет однозначного ответа), что громадные эллиптические галактики формировались конкретно подобным образом.
Сущность в том, что вся вселенная возвращается в прошлое состояние а не только вы либо планета – теория относительности.
Время это процесс. Но в общем случае прямой процесс не равен обратному. Исходя из этого в случае, если время повернуть вспять, то система придет не в свое прошлое, а в свое другое будущее. А прошлое везде хорошо. Там нет места для дополнительных событий в виде появления кого-то либо чего-то из другого времени.
Из книги «Воображение природы» (Nature’s Imagination) под редакцией Дж. Корнуэлла (Oxford University Press, 1998).
Меньшее количество дейтерия в случае, в то время, когда плотность выше, на первый взгляд думается ошибочным результатом, но в действительности это в полной мере естественно. Чем выше плотность, тем чаще ядра сталкиваются между собой и тем стремительнее ядерные реакции будут превращать водород (с одним протоном) в гелий (с двумя протонами и двумя нейтронами). Дейтерий (с одним протоном и одним нейтроном) – промежуточный продукт реакции. В случае, если плотность высока, его остается не через чур много, в силу того, что реакции проходят так быстро, что практически целый дейтерий перерабатывается в гелий. Иначе, если бы плотность была ниже, нам стоило бы ожидать большего количества «остаточного» дейтерия, оставшегося по окончании первых трех мин. существования нашей Вселенной. Эта зависимость узкая, исходя из этого каждые достаточно правильные измерения доли дейтерия говорят нам о средней плотности атомов во Вселенной.
Кто-то может задаться вопросом, по какой причине исчезают подструктуры в галактик, в то время как отдельные галактики продолжают существовать в скоплений, каковые не становятся едиными «супергалактиками». Это происходит по причине того, что на более поздних этапах создания иерархии в скоплениях газ есть через чур горячим и рассеянным, дабы сконденсироваться в звезды. Процесс формирования звезд «угасает» в масштабах громадных, чем галактики.
Просто ученые еще не нашли тех, кто зажигает звезды, не считая ОТО эйнштейна и Вселенная галактик.
В соответствии с теории Эйнштейна гравитация зависит не только от плотности, но от [(плотность) + 3 (давление) / с2]. В случае, если проигнорировать второй член, то в случаях, в то время, когда принципиально важно давление излучения, мы получаем отличие вдвое. Однако мы заметим в, что кроме того в пустом пространстве возможно какая-то энергия. В случае, если это так, она будет иметь отрицательное давление (в противном случае говоря, «упругость»). Тогда второй член компенсирует первый, и это вызывает большое качественное изменение: расширение в действительности ускоряется вместо того, дабы замедляться. Данный интуитивно непостижимый итог ответствен в ранней Вселенной, а также в настоящее время, в случае, если энергия пустого пространства ( другими словами космическое число ?) станет главной.
Был создан альтернативный способ – систематическое измерение положения звезды, достаточно правильное, дабы отследить ее орбитальные колебания. (В то время как способ Доплера измеряет движение вдоль луча зрения, данный способ обнаруживает поперечное движение в плоскости неба.)
Куда более увлекательный вопрос – не нарушается ли закон обратных квадратов в весьма мелких масштабах либо – что приблизительно есть тем же самым – не вступает ли в масштабах меньше нескольких метров в игру «пятая сила». Рассуждения, связанные с теорией суперструн, предполагают, что так смогут проявляться дополнительные пространственные измерения. Тут нам опять не достаточно экспериментальных доказательств, и они оказываются куда менее правильными, чем нам бы хотелось, в силу того, что тяготение между лабораторными объектами есть весьма не сильный.
Следующий ход в теоретическом понимании субатомной физики может затрагивать понятие, которое называется «суперсимметрия». На этом этапе нужно связать ядерные силы с другими силами в атомов (и так обеспечить лучшее познание нашего космического числа ?). Тут задействованы и кое-какие виды электрически нейтральных частиц, каковые были созданы на протяжении Большого взрыва и массу которых возможно вычислить.
Правильное значение критической плотности и, кстати, некоторых других плотностей, упомянутых тут, зависит от текущего масштаба Вселенной – это то, что известно с точностью всего 10–20 % из-за неприятностей определения так называемой постоянной Хаббла. Эти неприятности сами по себе смогут составить содержание целой книги. Однако я должен упомянуть, из уважения к экспертам, что числа в данной книге соответствуют постоянной Хаббла, составляющей (в простых единицах) 65 км/с на мегапарсек.
Следующий ход в теоретическом понимании субатомной физики может затрагивать понятие, которое называется «суперсимметрия». На этом этапе нужно связать ядерные силы с другими силами в атомов (и так обеспечить лучшее познание нашего космического числа ?). Тут задействованы и кое-какие виды электрически нейтральных частиц, каковые были созданы на протяжении Большого взрыва и массу которых возможно вычислить.
Имеется в виду книга Джулиана Барбура «Конец времени» (The End of Time, Weidenfeld & Nicolson, 1999). На русский язык не переводилась.