Знаете ли вы, что такое космология и что она изучает происхождение и эволюцию вселенной? Откройте для себя удивительную науку, которая является подразделением астрономии.
Что такое космология?
Космология – это раздел астрономии, который изучает происхождение и эволюцию Вселенной, начиная с Большого взрыва и заканчивая настоящим и будущим. Согласно определению NASA, космология – это “научное изучение крупномасштабных свойств Вселенной в целом”.
Так как космология изучает происхождение всего вокруг, космологи ломают голову над такими экзотическими понятиями, как теория струн, темная материя и темная энергия, а также над тем, существует ли одна вселенная или много (иногда их называют мультивселенными). В то время как другие аспекты астрономии имеют дело с отдельными объектами и явлениями или совокупностями объектов, космология охватывает всю вселенную от рождения до смерти, с множеством тайн на каждом этапе.
Что такое Вселенная: кратко о самом важном?
История космологии и астрономии
Понимание человечеством Вселенной с течением времени существенно изменилось. В начале истории астрономии Земля считалась центром всех вещей, а планеты и звезды вращались вокруг нее. В 16 веке польский ученый Николай Коперник предположил, что Земля и другие планеты Солнечной системы на самом деле вращаются вокруг Солнца, создав глубокий сдвиг в понимании космоса. В конце 17 века Исаак Ньютон рассчитал, как взаимодействуют силы между планетами, в частности, гравитационные силы.
Рассвет 20-го века принес дальнейшие открытия в понимании огромной Вселенной. Альберт Эйнштейн предложил объединение пространства и времени в своей Общей теории относительности. В начале 1900-х годов ученые спорили о том, содержит ли Млечный Путь всю вселенную в своем пространстве или это просто одно из многих скоплений звезд.
Эдвин Хаббл рассчитал расстояние до нечеткого туманного объекта в небе и определил, что он находится за пределами Млечного Пути, доказав, что наша галактика является маленькой каплей в огромной Вселенной. Используя общую теорию относительности в качестве основы, Хаббл измерил другие галактики и определил, что они удаляются от нас, что позволило ему сделать вывод, что Вселенная не статична, а расширяется.
В последние десятилетия космолог Стивен Хокинг определил, что сама Вселенная не бесконечна, а имеет определенный размер. Однако ей не хватает определенной границы. Это похоже на Землю: хотя планета конечна, человек, путешествующий по ней, никогда не найдет “конца”, а вместо этого будет постоянно кружить вокруг земного шара. Хокинг также предположил, что вселенная не будет существовать вечно, а в конце концов закончится.
Чему равна средняя температура Вселенной? -270,45°C?
Космологические миссии и инструменты
Запущенный в ноябре 1989 года космический зонд НАСА Cosmic Background Explorer (COBE) проводил точные измерения излучения в небе. Миссия работала до 1993 года.
Хотя космический телескоп НАСА “Хаббл”, пожалуй, наиболее известен своими впечатляющими изображениями, его основная миссия была космологической. Точнее измеряя расстояния до переменных цефеид, звезд с четко определенным соотношением между их яркостью и пульсациями, “Хаббл” помог уточнить измерения относительно того, как расширяется Вселенная. С момента запуска астрономы продолжают использовать “Хаббл” для проведения космологических измерений.
Благодаря “Хабблу” “Если сложить в коробку все способы, которыми темная энергия может отличаться от космологической постоянной, эта коробка будет втрое меньше”, – сказал в своем заявлении космолог Адам Рисс из Научного института космических телескопов. “Это прогресс, но нам еще предстоит пройти долгий путь, чтобы точно определить природу темной энергии”.
Уилкинсонский зонд микроволновой анизотропии НАСА (WMAP) был космическим аппаратом, который работал с 2001 по 2010 год. WMAP картографировал крошечные флуктуации космического микроволнового фона (CMB), древнего света ранней Вселенной, и определил, что обычные атомы составляют лишь 4,6 процента Вселенной, в то время как темная материя – 24 процента.
Космология изучает и темную энергию. Длительные сомнения относительно существования темной энергии и состава Вселенной развеялись, когда спутник WMAP сделал самый детальный снимок космического микроволнового фона.
Космическая миссия Planck Европейского космического агентства продолжалась с 2009 по 2013 год и продолжила исследование космического микроволнового фона.
Сейчас ЕКА разрабатывает миссию Euclid, которая должна стартовать в 2023 году, согласно информационному бюллетеню ЕКА. Euclid будет изучать темную материю и темную энергию с большей точностью, прослеживая их распределение и эволюцию во Вселенной.
Что такое пространственно-временной континуум?
Когда произошел большой взрыв – откуда мы это знаем?
Мы узнали, что такое космология – она изучает все: от большого взрыва до конца Вселенной.
Из-за замкнутой и конечной природы Вселенной мы не можем заглянуть “за пределы” нашей собственной вселенной. Пространство и время начались с Большого взрыва. Хотя существует ряд предположений о существовании других вселенных, нет практического способа наблюдать их, а следовательно, никогда не будет никаких доказательств в пользу (или против!) их существования.
Где произошел Большой взрыв?
Большой взрыв не произошел в одной точке, а вместо этого был появлением пространства и времени во всей Вселенной одновременно.
Расширение Вселенной
Расширение Вселенной постепенно замедлялось, поскольку материя во Вселенной притягивалась к себе под действием гравитации. Если другие галактики, кажется, удаляются от нас, не означает ли это, что мы находимся в центре Вселенной?
Нет, потому что, если мы отправимся в далекую галактику, нам будет казаться, что все окружающие галактики так же удаляются от нас. Представьте себе вселенную как гигантский воздушный шар. Если вы обозначите на шаре несколько точек, а затем надуете его, то заметите, что каждая точка удаляется от всех остальных, хотя ни одна из них не находится в центре. Расширение Вселенной происходит примерно так же.
Сколько лет Вселенной?
Согласно данным, опубликованным командой Планка в 2013 году, возраст Вселенной составляет 13,8 миллиардов лет, плюс-минус сто миллионов лет, согласно Норвежскому университету наук о жизни. Планк определил возраст после картирования крошечных температурных флуктуаций в CMB.
“Узоры на огромных участках неба рассказывают нам о том, что происходило на мельчайших масштабах в моменты сразу после рождения нашей Вселенной”, – сказал Чарльз Лоуренс, американский научный сотрудник проекта “Планка”, в своем заявлении.
Будет ли конец Вселенной? Если да, то как?
Конец Вселенной зависит от ее плотности, то есть от того, насколько распыленной может быть материя в ней. Ученые вычислили “критическую плотность” для Вселенной. Если ее истинная плотность больше их расчетов, со временем расширение Вселенной замедлится, а затем, в конце концов, повернется вспять, вплоть до ее коллапса. Однако, если плотность будет меньше критической, Вселенная будет продолжать расширяться вечно.
Что возникло раньше: галактика или звезды?
По данным НАСА, Вселенная после Большого взрыва состояла преимущественно из водорода, с небольшим количеством гелия, добавленного для полноты картины. Гравитация заставила водород сжиматься внутрь, образуя структуры. Первые звезды, вероятно, образовались еще до первых галактик, когда Вселенной было около 100 миллионов лет.
Источник: https://www.space.com
