Как устроена вселенная 7

Как устроена Вселенная

О проекте Как устроена Вселенная

Документальный сериал (США, 2010). 8 серий.

1-я серия. «Звезды»
Как во Вселенной возникли звезды. Как они, в свою очередь, породили новые поколения звезд и планет. Как появились основные элементы, из которых зародилась жизнь.

2-я серия. «Черные дыры»
Черные дыры — самые мощные машины уничтожения во Вселенной и самая большая ее загадка. Мы их не видим, но мы знаем об их существовании. Они поглощают планеты и звезды, все, что находится рядом. Черные дыры — главный фактор эволюции Вселенной.

3-я серия. «Большой взрыв»
Вселенная настолько огромна, что мы даже представить себе не можем таких масштабов. Но почти четырнадцать миллиардов лет назад ничего этого не существовало, пока не произошел Большой взрыв.

4-я серия. «Галактики»
Во Вселенной миллиарды галактик. Все они уникальны, огромны и постоянно меняются. Как галактики возникли? Как устроены? Что ждет их в будущем?

5-я серия. «Планетные системы»
В Солнечной системе восемь планет и более трехсот лун, вращающихся вокруг Солнца. Но вначале все было иначе. Как устроена Солнечная и другие планетные системы.

6-я серия. «Планеты»
Восемь планет нашей Солнечной системы — лишь крошечная группа из огромного множества планет во Вселенной. Повсюду планеты образуются одинаково: они формируются из облака пыли и газа, оставшихся от рождения звезд. Но если все планеты возникают одинаково, почему же они такие разные?

7-я серия. «Луны»
Во Вселенной все вокруг чего-то вращается: планеты — вокруг звезд, а луны — вокруг планет. На одних лунах есть ледяные вулканы, на других обширные океаны. Луны могут поведать неизвестные подробности о Солнечной системе и о том, как она устроена.

8-я серия. «Сверхновые звезды»
Самые большие звезды умирают в ходе так называемой вспышки сверхновой — величайшем катаклизме во Вселенной. Но эта сокрушительная катастрофа дает начало всему тому, что нас окружает.

Передачи

На сайте функционирует система коррекции ошибок. Обнаружив неточность в тексте, выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.

Издатель

Брайан Хейбл
Как устроена Вселенная

Глава 1. Что мы знаем о нашей Вселенной?

1.1. Общие сведения о Солнечной системе и о месте планеты Земля в ней

Наша Вселенная – такая необъятная, неизведанная и прекрасная. Что мы знаем о ней? Да в сущности, практически ничего. Все наши исследования и убеждения – всего лишь предположения, возможно, мы видим лишь оболочку, доступную нашему глазу, а на самом деле, всё совершенно иначе?

В школе нас учат тому, что Земля вращается вокруг Солнца, как и остальные восемь планет, однако даже наша Солнечная система устроена намного сложнее. Поэтому, пожалуй, стоит начать с самого начала – с места нашей родной планеты в необъятной Вселенной.

Земля вращается не только вокруг Солнца, из-за чего сменяются времена года, но и вокруг своей оси, сменяя день ночью. Но даже в этой прописной истине не всё так просто: Земля вращается вокруг Солнца не ровно 365 дней, а 365 суток, 25 минут и 9 секунд. И этот остаток – 25 минут и 9 секунд – стал причиной введения високосного года, поскольку за четыре года этотостаток образует целые сутки – так появилось 29 февраля.

Интересный факт: многие народы когда-то использовали лунный календарь, так в месяце было 28 дней, а самих месяцев было ровно 13. Ориентироваться по луне было весьма удобно: возрастающая луна – начало месяца, полнолуние – середина месяца, а убывание – конец месяца. Но позже от этого отказались, поскольку число 13 укоренилось в фольклоре как несчастливое, а затем христианство и вовсе наложило черную печать на него, поскольку это число обозначало количество чертей в каждом кругу ада, отсюда и пошло выражение «чертова дюжина».

Так же лунный календарь, несмотря на свое якобы очевидное удобство, (ведь месяц длился ровно 4 недели) имел свой недостаток: год был равен только 364 дням, так накапливалось еще больше лишнего времени. В итоге получается, что за 34 года лунного календаря накапливается один лишний год. Сначала календарь продлили до 29 (короткий месяц) и 30 дней (длинный месяц), но позже и вовсе отказались от этой идеи.

Итак, возвращаясь к основной теме, Земля – самая тяжелая по массе и плотности планета так называемой земной группы, в которую входят, кроме Земли, Меркурий, Венера и Марс. Их также называют внутренними планетами, поскольку с одной стороны располагается гигант Солнце, а с другой окружены газовыми планетами-гигантами: Юпитером, Сатурном, Ураном и Нептуном.

Также Земля вращается по прецессионной оси. Слово «прецессия» звучит страшно, но на самом деле это простейшее физическое явление, которое мы довольно часто наблюдаем в быту. Например, если запустить волчок, то сначала он крутится идеально ровно, а со временем начинает замедляться, раскачиваясь из стороны в сторону, и движется по спирали. Это явление и называется прецессия.

Поскольку в космосе действуют другие законы тяготения, прецессия Земли зависит от притяжения Солнца и Луны, которые раскачивают ее ось. Касательно нашей планеты это физическое явление называют по-другому – «предварение равноденствий». Оно именуется так потому, что из-за него весеннее равноденствие каждый год начинается немного раньше. К тому же прецессия – это одна из причин того, что климат на Земле со временем меняется, по этой же причине созвездия смещаются. По прогнозам ученых, через полторы тысячи лет созвездие Ориона сместится настолько сильно, что с Северного полушария его уже будет не видать, а через 6 тысяч лет одно из самых узнаваемых созвездий – Большая медведица – будет освещать ночью южное полушарие Земли.

Представьте себе: Земля движется вокруг Солнца со скоростью примерно 30 километров в секунду! Именно поэтому ей удается преодолеть расстояние в 150 миллионов километров всего за один год. К тому же Земля движется по эллиптической кривой, так же, как и все планеты. Ни одна известная планета не описывает идеальный круг относительно своей Звезды.

Все планеты нашей Солнечной системы особенные, не похожи на другие. Они формировались в разное время и в разных условиях. Сначала посмотрим на структуру нашей системы в общем, затем перейдем к частному.

Солнце – центр тяжести, который объединяет вокруг себя множество небесных тел: большие планеты и их спутники, астероиды, карликовые планеты, кометы и космические туманности. 75 процентов нашей звезды состоит из водорода, еще 7 из гелия, а 22 – из множества различных элементов, таких как железо, никель, азот, кремний, кислород, неон – именно они делают Солнце таким, какое оно есть сейчас.

По астрономической спектральной классификации звезд Солнце относится к типу «желтый карлик» – небольшая звезда, основным источником энергии которой является термоядерный синтез водорода и гелия. Именно этот синтез и дает желтый цвет.

Солнце сформировалось, по подсчетам ученых, примерно четыре с половиной миллиарда лет назад, после чего за несколько миллионов лет образовалась Солнечная система в своем первоначальном виде.

Первая планета – Меркурий, самая маленькая среди основных планет Солнечной системы. Названная в честь римского бога торговли, она находится так близко к нашей Звезде, что один круг Меркурия вокруг Солнца занимает всего 88 земных суток. Традиционно считается, что Меркурий – синяя планета, однако последние снимки с неискаженным, насколько возможно, изображением показывают, что ранние фотографии не отображали цветовую гамму и показывали планету сине-серой, а на самом деле она весьма пёстрая, с желтыми и голубыми пятнами, а также на ней очень много кратеров. Почти всю массу и объем планеты составляет жидкое железное ядро, покрытое каменными породами. Жизнь на Меркурии невозможна, поскольку температура на поверхности планеты колеблется от +430 до -180 градусов по Цельсию, а также там совершенно нет воды.

Как устроена Вселенная — Хабенский расскажет утром

Гранты мэра Москвы в сфере культуры и искусства получили 100 детей

Синоптики сообщили об аномально теплой погоде в Москве 5 октября

Василий Лановой рассказал о своем самочувствии

Каким смартфонам грозит отключение от Интернета и как этого избежать

Мария Бутина назвала свое заключение в тюрьме США пыткой

Убитый брат главы центра «Э» по Ингушетии работал в столице врачом

Подозреваемый рассказал, зачем убил ребенка в детском саду

31 октября 17:33

Алла Пугачева: Теперь если выступлю, то только в 80

Почему нельзя отвечать «да» при звонке с неизвестного номера

Водители Новой Москвы сняли бегущего по проезжей части оленя

Врач-диетолог перечислила продукты, ухудшающие настроение

18:41 ? 17 декабря ?

С 18 декабря документальный проект «Как устроена Вселенная» с Константином Хабенским можно будет смотреть с понедельника по четверг, в 11:00 на РЕН ТВ

Скриншот с видео РЕН ТВ

Цикл «Как устроена Вселенная» выходил в ночном эфире РЕН ТВ – с понедельника по четверг, в 00:30. За две недели показа средняя доля познавательной программы с Константином Хабенским составила 10,5% в мужской аудитории 25-54 и 7,9% в аудитории «Все 25-54». Максимальную долю проект показал 12 декабря – в этот день выпуск посмотрело 12,6% российских мужчин.

Однако многие зрители отмечали, что не имеют возможности посмотреть проект с Константином Хабенским из-за позднего времени. РЕН ТВ откликнулся на просьбу и собирается повторить показ в утреннее время – с 18 декабря, в 11:00. В качестве новогоднего подарка аудитории, «космическая» программа Discovery будет транслироваться в эфире две предпраздничные недели.

«Повышенный интерес к проекту доказал, что аудитория РЕН ТВ состоит из думающих, интересующихся наукой людей. Нам поступило много просьб о переносе времени показа. Зрители хотели смотреть познавательный проект «Как устроена Вселенная» вместе со своим детьми, которые в это время уже спят. Мы идём навстречу – и ставим программу Discovery в утренний эфир», – прокомментировал генеральный директор РЕН ТВ Владимир Тюлин.

С 18 декабря документальный проект «Как устроена Вселенная» с Константином Хабенским можно будет смотреть с понедельника по четверг, в 11:00 на РЕН ТВ. Научно-популярная программа представит новейшие теории в наглядной и увлекательной форме – и сделает космос простым и понятным.

Как устроена вселенная 7

Культурный центр «Вдохновение» приглашает жителей Юго-Запада на «Дни научного кино». На фестивале можно бесплатно посмотреть документальные фильмы «Как устроена Вселенная?», «Медведи Камчатки. Начало жизни» и «Изобретая будущее».

Фестиваль актуального научного кино ФАНК запускает масштабный просветительский проект — Дни научного кино, созданный для того, чтобы познакомить с современным научным кино как можно больше зрителей, пробудить в них интерес к науке, а возможно, и вдохновить на собственные исследования. Проект поддерживает Министерство науки и высшего образования РФ.

В Культурном центре «Вдохновение» будут показаны фильмы российских и зарубежных режиссеров:

15.11.2020, 19:00 — показ фильма «Как устроена Вселенная?» (12+)

Продолжительность: 44 минуты.

Режиссеры: Пол О’Коннор, Клэр Джастин

Нейтронные звезды — это странные явления, которые бросают вызов законам физики. Недавние исследования показывают, что этот необычный феномен гораздо более опасен, чем мы думали. Ведь эти звезды способны с легкостью уничтожить целые планеты.

Сверхновые — это конец эволюции гигантских звезд. При катаклизмах возникают новые элементы, которые необходимы для всей жизни во Вселенной.

Партнерами проекта выступают: Invitro, Фонд инфраструктурных и образовательных программ, Discovery Channel, Русское географическое общество, Международный фестиваль зеленого документального кино ECOCUP, телеканал «Моя Планета», EuraSF.

Как устроена Вселенная

ВСЕЛЕННАЯ
Наука-
для верующих и неверующих

Discovery: Как устроена Вселенная 1,2,3,4,5,6 сезон.
onlainfilm.club›load…kak_ustroena_vselennaja…14013
Discovery: Как устроена Вселенная 1,2,3,4,5,6. Добавлено:8 серия. Жанр
Документальные. Читать ещё

Как устроена Вселенная

документальное кино
Страна производства
Flag of the United States.svg США
Количество сезонов
5
Количество выпусков
43
Производство
Продолжительность
43 минуты

Discovery Channel, Discovery Science
Период трансляции
с 25 апреля 2010 года по настоящее время
IMDb ID 1832668
«Как устроена Вселенная» (англ. How the Universe Works) — цикл научно-популярных телепередач о Вселенной, показанных на телеканалах Discovery Channel (в 2010 году) и Discovery Science (с 2012 года).

Среди участников фильма: американские учёные Л. М. Краусс, М. Каку, Э. Майнцер и другие[1]. Перевод на русский язык выполнен студией «Кириллица», текст озвучен Владимиром Рыбаченко и Вячеславом Лагутиным. В России транслируется на телеканале Discovery Science по пятницам[2].

Содержание
1 Сезоны
1.1 Первый сезон
1.2 Второй сезон
1.3 Третий сезон
1.4 Четвёртый сезон
1.5 Пятый сезон
2 См. также
3 Примечания

Первый сезон[
Выпуск # Название Режиссёр Дата показа
1 «Большой взрыв» Луиза Сэй 25 апреля 2010 года
2 «Чёрные дыры» Питер Чинн 2 мая 2010 года
3 «Чужие галактики» Луиза Сэй 10 мая 2010 года
4 «Звёзды» Питер Чинн 10 мая 2010 года
5 «Сверхновые» Шон Тревисик 17 мая 2010 года
6 «Экстремальные планеты» Лорн Таунэнд 17 мая 2010 года
7 «Чужие солнечные системы» Лорн Тауненд 24 мая 2010 года
8 «Чужие спутники» Шон Тревисик 24 мая 2010 года
Второй
Выпуск # Название Режиссёр Дата показа
1 «Вулканы — очаги жизни» Алекс Хёрли 11 июля 2012 года
2 «Мегаштормы — ветра созидания» Алекс Хёрли 18 июля 2012 года
3 «Экзопланеты — планеты из ада» Кейт Дарт 25 июля 2012 года
4 «Мегавспышки — космические огненные бури» Кейт Дарт 1 августа 2012 года
5 «Экстремальные орбиты — часовой механизм и созидание» Адам Уорнер 8 августа 2012 года
6 «Кометы — замерзшие странники» Адам Уорнер 15 августа 2012 года
7 «Астероиды — миры, которых никогда не было» Джордж Харрис 22 августа 2012 года
8 «Рождение Земли» Джордж Харрис 29 августа 2012 года
Третий сезон
Выпуск # Название Режиссёр Дата показа
1 «Путешествие из центра Солнца» 9 июля 2020 года
2 «Конец Вселенной» 16 июля 2020 года
3 «Юпитер: разрушитель или спаситель?» 23 июля 2020 года
4 «Первая секунда Большого Взрыва» 30 июля 2020 года
5 «Сатурн жив?» 6 августа 2020 года
6 «Оружие массового вымирания» 13 августа 2020 года
7 «Чёрная дыра создала Млечный Путь?» 20 августа 2020 года
8 «Наше путешествие к звёздам» 27 августа 2020 года
9 «Поиски второ]й Земли» 3 сентября 2020 года
Четвёртый сезон
Выпуск # Название Режиссёр Дата показа
1 «Как Вселенная создала ваш автомобиль» 14 июля 2020 года
2 «Земля: зловещий близнец Венеры» 21 июля 2020 года
3 «Монстр чёрная дыра» 28 июля 2020 года
4 «Край солнечной системы» 4 августа 2020 года
5 «Рассвет жизни» 11 августа 2020 года
6 «Тайная история Луны» 18 августа 2020 года
7 «Первые океаны» 25 августа 2020 года
8 «Силы массового строительства» 1 сентября 2020 года
9 «Планета кошмаров» 1 сентября 2020 года
Пятый сезон
Выпуск # Название Режиссёр Дата показа
1 «Most Amazing Discoveries» 22 ноября 2020 года
2 «Mystery of Planet 9» 29 ноября 2020 года
3 «Black Holes: The Secret Origin» 6 декабря 2020 года
4 «Тайная история Плутона» 3 января 2020 года
5 «Звезды, которые убивают» 10 января 2020 года
6 «The Universe’s Deadliest» 17 января 2020 года
7 «Жизнь и смерть на Красной планете» 24 января 2020 года
8 «Загадка темной материи» 31 января 2020 года
9 «Самые необычные планеты» 7 февраля 2020 года
См. также
Космос: пространство и время
Вселенная (телесериал, 2007)
Сквозь червоточину
С точки зрения науки

Читайте так же:  Деление дробей интересные факты

Топ-7 научно-популярных сериалов, которые раскроют тайны Вселенной

Загадки космоса уже не один век будоражат умы человечества. Из чего он состоит и какие тайны скрывает? Ответы на эти вопросы можно найти в научно-популярных сериалах. Предлагаем вам подборку из 7 телепроектов, в которых раскрываются секреты мироздания и поднимается тема устройства Вселенной.

«Горизонт»

(1964, в процессе показа)

Масштабный проект от телеканала ВВС выходит на экраны с 1964 года. На сегодня уже показали 55 сезонов, а это больше 1200 эпизодов. Каждая серия посвящена новым достижениям науки, исследованиям и проблемам философского характера. В том числе в документальном цикле передач поднимают темы изучения космоса.

Посмотрев сериал «Горизонт», вы узнаете о проблемах космического мусора, миссии межпланетной станции «Юнона» к Юпитеру, возможном существовании жизни на Марсе, Большом взрыве, галактиках, астероидах и черных дырах.

«Космос: персональное путешествие»

(1980)

Телепроект посвящен различным научным темам. Автор и ведущий документального сериала – выдающийся американский астроном, астрофизик и популяризатор науки Карл Саган. В передаче он поднимает вопросы происхождения Солнечной системы, развития Вселенной, эволюции планет, появления людей, влияния человечества на окружающую среду. Отдельное внимание ученый уделяет теме путешествий в пространстве и времени, а также жизни за пределами Земли.

Всего в свет вышло 13 эпизодов сериала. После того как права на проект выкупила компания Turner Home Entertainment, серии дополнили эпилогами. В них Саган делится со зрителями новыми открытиями, сделанными после показа оригинальной версии проекта.

«Вселенная»

(2007-2020)

Авторы сериала при помощи компьютерной графики и полагаясь на передовые исследования в области космоса воссоздали все то, что может происходить за пределами Млечного Пути на иных планетах. В проекте рассказывают, как формировалось Солнце, описывают особенности Луны, Юпитера, Сатурна и других небесных тел, приводят несколько сценариев возможного конца света, который может случиться из-за угроз из космоса. Также в передаче поднимают вопросы космических путешествий и колонизации пространства за пределами Земли.

В телесериале своим мнением по поводу различных научных тем делятся специалисты в области космологии, астрономии и астрофизики. К просмотру доступны 8 сезонов.

«Во Вселенную со Стивеном Хокингом»

(2010)

Британский документальный мини-сериал канала Discovery, состоящий всего из трех эпизодов. В этом проекте выдающийся физик и космолог Стивен Хокинг делится со зрителями собственными мыслями о загадках Вселенной. Он рассуждает о причинах появления всего сущего, поднимает тему перемещений во времени, а также рассматривает теорию существования внеземной жизни и размышляет о том, как могут выглядеть инопланетяне. Важно то, что свои умозаключения ученый подтверждает законами физики.

Из-за болезни Стивен Хокинг потерял голос. Он общался с миром через компьютер. Поэтому в сериале его озвучивает известный английский актер Бенедикт Камбербэтч.

«Как устроена Вселенная»

(2010, в процессе показа)

Этот сериал – история о том, как возникла Вселенная и из мелкой крупицы выросла до необъятного космоса. С каждым новым эпизодом перед зрителями открываются новые тайны ее происхождения и устройства.

Действительно ли был Большой взрыв? Какие существуют необычные планеты? Правда ли то, что черная дыра создала Млечный Путь? Каким будет Солнце через 7 млрд лет? Ответы на эти и многие другие вопросы дает сериал «Как устроена Вселенная». А благодаря качественной компьютерной графике вы воочию увидите различные космические процессы и варианты событий, которые могут произойти в будущем.

На сегодня в эфир вышло 7 сезонов. Эпизоды показывают на телеканале Discovery Science.

«Сквозь пространство и время с Морганом Фрименом»

(2010-2020)

В проекте производства Discovery, состоящем из 8 сезонов, исследуют тайны Вселенной. В роли ведущего выступает известный американский актер Морган Фримен. В начале каждого эпизода он делится со зрителями своими воспоминаниями из детства. После этого начинается рассказ об очередной загадке мироздания, во время которого ученые озвучивают зрителям факты, результаты исследований и выдвигают новые теории.

В сериале раскрывают разные вопросы из области науки и философии: есть ли жизнь вне Земли, существует ли Бог, как мыслят пришельцы, из чего состоит Вселенная и есть ли у нее конец. Хотите узнать, что об этом думают эксперты, тогда включайте «Сквозь пространство и время с Морганом Фрименом».

«Космос: пространство и время»

(2020)

Этот проект стал продолжением и одновременно перезапуском сериала «Космос: персональное путешествие». Идея его создания принадлежит вдове Карла Сагала Энн Друян и астрофизику Стивену Сотеру.

В передаче повествуют о научных открытиях, сделанных в последние десятилетия. В эпизодах рассматривают аспекты происхождения жизни и эволюции, объясняют понятие скорости света, рассказывают об особенностях космоса на микроскопическом и атомарном уровнях, уделяют внимание природе черных дыр, составу и строению звезд. Кроме того, поднимаются темы вымирания живых организмов на Земле и возможного существования инопланетян. Качественная компьютерная графика позволяет зрителям полностью погрузиться в изучение космоса.

В роли ведущего передачи выступил американский астрофизик Нил Деграсс Тайсон. В рамках этого проекта вышло два сезона по 13 эпизодов в каждом.

А какие вы знаете документальные сериалы о космосе? Расскажите о своих любимых телепроектах в комментариях.

109. Как устроена Вселенная?

109. Как устроена Вселенная?

Благотворительная стенгазета «Коротко и ясно о самом интересном». Выпуск 109, июль 2020 года.

Как устроена Вселенная?

Рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших фактах, лежащих в основе современной картины мира

Стенгазеты благотворительного образовательного проекта «Коротко и ясно о самом интересном» предназначены для школьников, родителей и учителей Санкт-Петербурга. Наша цель: школьникам – показать, что получение знаний может стать простым и увлекательным занятием, научить отличать достоверную информацию от мифов и домыслов, рассказать, что мы живём в очень интересное время в очень интересном мире; родителям – помочь в выборе тем для совместного обсуждения с детьми и планирования семейных культурных мероприятий; учителям – предложить яркий наглядный материал, насыщенный интересной и достоверной информацией, для оживления уроков и внеурочной деятельности.

Мы выбираем важную тему, ищем специалиста, который может её раскрыть и подготовить материал, адаптируем его текст для школьной аудитории, компонуем это всё в формате стенгазеты, печатаем тираж и отвозим в ряд организаций Петербурга (районные отделы образования, библиотеки, больницы, детские дома, и т. д.) для бесплатного распространения. Наш ресурс в интернете – сайт стенгазет к-я.рф, где наши стенгазеты представлены в двух видах: для самостоятельной распечатки на плоттере в натуральную величину и для комфортного чтения на экранах планшетов и телефонов. Есть также группа Вконтакте и ветка на сайте питерских родителей Литтлван, где мы обсуждаем выход новых газет. Отзывы и пожелания направляйте, пожалуйста, по адресу: [email protected].

Министерство образования и науки России возвращает астрономию в школы (приказ №506 от 7 июня 2020 года). Ученики, родители и учителя, думается, были бы рады качественным дополнительным материалам по этому предмету. Мы попросили известного астрофизика и популяризатора науки Сергея Борисовича Попова о помощи при составлении выпуска с основополагающим названием «Как устроена Вселенная?». Вряд ли кто-то другой смог бы настолько профессионально и доходчиво рассказать о главных фактах, лежащих в основе современной картины мира. Этот краткий свод важнейшей информации по астрофизике логично продолжает материал нашего прошлого выпуска – «Главные астрономические открытия: со времён Галилея до наших дней».

Введение

За годы учёбы у сегодняшних школьников не успевает сформироваться адекватная картина мира. Вопреки расхожему мнению, и в СССР школьное преподавание астрономии не было на высоте. Кроме того, астрофизика на протяжении последних десятилетий является одной из самых бурно развивающихся наук. То есть, знания по астрофизике, которые взрослые получили в школе 30-40 лет назад, существенно устарели. В итоге в массе своей люди имеют довольно смутное представление о том, как устроен мир в масштабе большем, чем орбиты планет Солнечной системы.

Я поставил перед собой задачу сделать свод важнейшей информации по астрофизике, который поместился бы на листе формата А4. Всё, что попало в этот список, можно изложить примерно за часовую лекцию (или за пару уроков в школе с учётом ответов на вопросы). Конечно, пришлось пренебречь множеством деталей. Не вошли в список и такие «детские» вопросы, как «почему летом жарко, а зимой холодно», «отчего бывают затмения», «что вокруг чего вращается» и пр. Впрочем, они уж очень простые и рассматриваются на уроках природоведения, а не астрономии.

Итак, попробуем всего из десяти элементов составить, как пазл, единую астрофизическую картину мира.

1. Солнце – рядовая звезда на окраине нашей Галактики. Расстояние от Солнца до ближайшей звезды – 4 световых года.

Солнце – самая обыкновенная звезда (одна из примерно 400 млрд в нашей Галактике). В его недрах идут термоядерные реакции – водород превращается в гелий. Гравитация стремится схлопнуть звезду, а внутреннее давление этому противодействует. Важно, что Солнце и маленькие звёздочки на ночном небе – это, по сути, одно и то же. Кстати, это сразу позволяет нам примерно оценить расстояния до звёзд. Насколько далеко нужно отодвинуть Солнце, чтобы оно стало настолько слабым, как звезда ночного неба? Сейчас Солнце находится от Земли на расстоянии 150 млн км (это расстояние принято за одну астрономическую единицу). Оказывается, его нужно отодвинуть в сотни тысяч раз дальше для того, чтобы оно сравнялось по своему блеску со звёздами ночного неба.

Свет от Солнца идёт до нас 8,5 минут. А расстояния между звёздами в Галактике составляет обычно несколько световых лет. Световой год – это расстояние, которое луч света проходит за год, примерно 10 триллионов (10??) км. В профессиональной литературе чаще используются парсеки (световой год примерно равен 0,3 парсека).

Солнце эволюционирует. Его возраст около 5 млрд лет. Ещё через 5 млрд лет закончится водород в его ядре. Солнце превратится в красный гигант, а затем – в белый карлик.

2. Солнечная система простирается далеко за орбиту Плутона и заканчивается примерно посередине между Солнцем и соседними звёздами.


2-1. Рисунок, показывающий сравнительные размеры Солнца и планет (расстояния между ними показаны произвольно). Знаете запоминалку планет по порядку? «Можно вылететь за Марс, ювелирно свернув у него» – по первым буквам слов (The International Astronomical Union / Martin Kornmesser).


2-2. Предполагаемый вид облака Оорта, внемасштабный рисунок (NASA).


2-3. Фото ядра кометы Чурюмова – Герасименко, сделанное 19 сентября 2020 года космическим аппаратом «Розетта». Состоит из двух столкнувшихся ядер размером 4,1?3,2?1,3 км и 2,5?2,5?2,0 км (ESA/Rosetta/NAVCAM).


2-4. Комета Галлея (появление 1066 года) на гобелене из города Байё в Нормандии, 1080 год (wikinger-normannen.ch).

Где заканчивается Солнечная система? 20 лет назад люди сказали бы, что за орбитой Плутона, сейчас, наверное, скажут, что за орбитой Нептуна. Можно также вспомнить периодические появляющиеся в новостях заголовки о том, что аппараты «Вояджер» вылетели за пределы Солнечной системы (расстояние до Вояджера-1 – 140 астрономических единиц; это самый удалённый от нас искусственный объект). На самом деле Солнечная система гораздо больше. Подумайте: ведь если Солнечная система закончилась, то что-то должно было начаться. Наверное, это должна быть система вокруг какой-то другой звезды. Представьте себе, что вы летите в космическом корабле, открываете форточку и бросаете в неё бумажку. Если она стала вращаться вокруг Солнца, значит, вы ещё в Солнечной системе. А если бумажка стала вращаться уже вокруг другой звезды – значит, вы находитесь в системе этой звезды. Солнечная система заканчивается там, где гравитационное влияние Солнца сравнивается с влиянием соседних звёзд. То есть примерно посередине между Солнцем и ближайшими звёздами. Соответственно, если расстояние до ближайших звёзд – световые годы, то и Солнечная система имеет размер порядка нескольких световых лет. Таким образом, Солнечная система – очень большое образование, в тысячи раз больше по размеру, чем орбиты самых далёких планет. И придётся ждать десятки тысяч лет, чтобы Вояджеры вылетели за границу Солнечной системы.

Читайте так же:  Барсук интересные факты для детей

Можно ещё сказать, что граница Солнечной системы условно очерчена «облаком Оорта». Нидерландский астроном Ян Oорт известен тем, что впервые обосновал гипотезу о вращении Галактики вокруг её центра. Облако Оорта – интересный объект, который содержит десятки миллиардов кометных ядер. Они остались здесь со времени образования Солнечной системы. Было большое облако, центральная его часть схлопнулась, образовав Солнце и планеты. Кометы также образовались во внутренних частях Солнечной системы, но потом были выброшены оттуда гравитационным воздействием больших планет, в первую очередь Юпитера. Под влиянием ближайших звёзд некоторые ядра (а это – десятикилометровые куски льда) покидают облако и приближаются к Солнцу. Лёд начинает испаряться, у ядер отрастают хвосты и они превращаются в большие красивые кометы. Объекты, подобные облаку Оорта, известны и у других звёзд.

3. Звёзды рождаются и умирают, обогащая химический состав Галактики новыми элементами.


3-1. Одна из «звёздных колыбелей» – пылевые столбы «Мистическая гора» в туманности Киля (7,5 тысячи световых лет от нас). Фото космического телескопа «Хаббл» (NASA, ESA, M. Livio and the Hubble 20th Anniversary Team).


3-2. Эта панорама туманности Ориона (1,5 тысячи световых лет от нас) собрана из 500 кадров орбитального телескопа «Хаббл» и нескольких наземных телескопов. В этих газово-пылевых облаках – более трёх тысяч звёзд разного размера и возраста (NASA, ESA, M. Robberto – Space Telescope Science Institute / ESA and the Hubble Space Telescope Orion Treasury Project Team).


3-3. Тройная туманность в созвездии Стрельца – молодая область звёздообразования (ESO).

Самый неожиданный факт о звёздах, который люди узнали за последние 150 лет, это то, что звёзды эволюционируют. Звезды продолжают образовываться и в наши дни – из межзвёздного газа и пыли. Так начинается их жизненный путь, затем они эволюционируют и умирают. Эволюция звезды – это смена термоядерных реакций в её недрах. Вначале водород превращается в гелий, потом гелий – в углерод, кислород, азот и так далее, вплоть до элементов группы железа.

Лёгкие звёзды, подобные нашему Солнцу, живут очень долго (десятки миллиардов лет) и в конце своей жизни не взрываются, а раздуваются и сбрасывают внешние слои. Из самых маленьких звёзд не умерла ещё ни одна. Они все живы, даже если возникли в первые 100 млн лет после Большого взрыва. Более тяжёлые звёзды живут совсем недолго (несколько миллионов лет) и могут взрываться. Для этого им нужно быть раз в 10 тяжелее Солнца. Они создают внутри себя очень большое давление, плотность и температуру. Там очень интенсивно идут термоядерные реакции, поэтому они ярко светят и быстро пережигают запас «топлива». В результате взрыва (его называют взрывом сверхновой), внешние слои звезды, обогащённые синтезированными элементами, сбрасываются в межзвёздное пространство. Так в наши дни изменяется химический состав Галактики.

Если вы соберётесь написать научно-фантастический роман, не пишите, что ваш герой родился на планете возле, скажем, массивной голубой звезды. Дело в том, что подобные звёзды живут 2 млн лет, а планете, чтобы образоваться, требуется 10 млн лет. Я уж не говорю о том, что там никакая эволюция не начнётся, и никакой герой вашего романа не родится, даже если он – бактерия. Даже если звезда всего в два раза тяжелее Солнца, она живёт недостаточно для того, чтобы на её планетах зародилась жизнь.

4. В конце жизни звёзды превращаются в белые карлики, нейтронные звёзды или чёрные дыры.


4-1. Жизненный цикл звезды в зависимости от её массы (по blackholecam.org).


4-2. Туманность Улитка (ближайшая к нам планетарная туманность, 700 световых лет) в созвездии Водолея – красивейший «памятник» звезде типа нашего Солнца, погибшей десять тысяч лет назад (ESO).


4-3. Туманность Кошачий глаз (3000 световых лет от нас) в созвездии Дракона – ещё один вид завершающего этапа эволюции звезды, похожей на наше Солнце, после того, как у неё закончится термоядерное топливо (NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team – STScI / AURA).


4-4. Туманность Эскимос (3 тысячи световых лет от нас) в созвездии Близнецов. 10 тысяч лет назад на месте этой туманности была звезда, похожая на наше Солнце. Как и большинство фотографий космических объектов, это изображение сделано совмещением данных, полученных оптическими, инфракрасными и рентгеновскими телескопами в искусственных цветах. Но каждая деталь этих завораживающих видов, хоть и не будет видна глазом даже с близкого расстояния, существует на самом деле (Andrew Fruchter – STScI et al., WFPC2, HST, NASA).


4-5. Туманность Гомункул (8 тысяч световых лет от нас) появилась на небе в результате выброса вещества из звезды-сверхгиганта Эта Киля – самой большой из известных науке звёзд (120 масс Солнца и 240 его диаметров). В центре изображения видно фиолетовое свечение — отражение света Эты Киля. В течение нескольких миллионов лет она может взорваться как яркая сверхновая (N. Smith, J. A. Morse – U. Colorado et al., NASA).

Итак, жизнь звезды имеет начало и конец. И в конце её жизни, после того, как иссякнет источник энергии, от звезды остаётся какой-то очень небольшой по размеру остаток: белый карлик, нейтронная звезда или чёрная дыра.

Белый карлик получается из звезды типа нашего Солнца, причём без всякого взрыва. Это объект размером с Землю и массой, как у Солнца. Его плотность настолько высока, что электронные оболочки атомов разрушаются, и вещество становится электронно-ядерной плазмой. Один из первых известных белых карликов открыли, изучая самую яркую звезду ночного неба – Сириус. Оказалось, что его спутник белый, маленький и очень тяжёлый.

Если масса звезды больше солнечной в несколько раз, мощная гравитация превратит электроны и протоны в нейтроны, и сжатие пойдёт ещё дальше. При этом образуется нейтронная звезда – очень интересный объект со сверхвысокой температурой и плотностью, сверхмощными магнитными и гравитационными полями. Только представьте себе звезду с массой Солнца и радиусом всего 10 км, которая делает оборот вокруг своей оси за одну тысячную секунды!

Самые массивные звёзды превращаются в чёрные дыры. Гравитационное притяжение чёрной дыры настолько велико, что покинуть её не могут даже фотоны. У нас пока нет точной теории, полностью описывающей внутреннее строение чёрных дыр.

5. Наша Галактика – одна из 100 миллиардов в видимой части Вселенной. Размер Галактики – около 100 тысяч световых лет. До ближайшей похожей галактики – около 2,5 миллиона световых лет.


5-1. Галактика Туманность Андромеды (2,5 млн световых лет от нас) – ближайшая к нам спиральная галактика (Adam Evans).


5-2. Галактика Треугольника (3 млн световых лет от нас) – наш второй спиральный сосед. На врезке – самая большая в Местной группе галактик «звёздная колыбель» (Александр Мелег и NASA).


5-3. Галактика Боде (12 млн световых лет от нас) в созвездии Большой Медведицы – ещё одна соседка нашей Галактики. В некоторых источниках пишут, что «очень опытный астроном-любитель при исключительно благоприятных условиях может увидеть эту галактику невооружённым глазом». В этом случае Галактика Боде может претендовать на роль самого дальнего объекта во Вселенной, который можно наблюдать без телескопа. (NASA, ESA, N. Smith, U. California, Berkeley et al., and The Hubble Heritage Team – STScI/AURA).


5-4. Галактика Сигара расположена неподалёку от галактики Боде и, возможно, является её спутником. Необычные полярные выбросы вызываются взрывами сверхновых, которые происходят здесь примерно раз в десять лет (M. Mountain – STScI, P. Puxley – NSF, J. Gallagher – U. Wisconsin).


5-5. Взаимодействующие галактики Водоворот (23 млн световых лет от нас) в созвездии Гончих Псов (S. Beckwith – STScI, Hubble Heritage Team – STScI / AURA, ESA, NASA).


5-6. Галактика Веретено (44 млн световых лет от нас) в созвездии Дракона повёрнута к нам ребром, что позволяет отчётливо видеть тёмные области космической пыли в галактической плоскости. Кстати, одна из галактик, которую мы видим с ребра (правда, изнутри), – это наша Галактика (NASA , ESA, Hubble Heritage Team STScI / AURA).


5-7. Группа взаимодействующих галактик Квинтет Стефана (300 млн световых лет от нас) в созвездии Пегаса. Одна из галактик (справа вверху) находится гораздо ближе – около 40 млн световых лет от нас – и не участвует во взаимодействии (NASA, ESA and the Hubble SM4 ERO Team).


5-8. Галактика Головастик (420 млн световых лет от нас) в созвездие Дракона. Свой хвост космический головастик получил во время столкновения с соседней галактикой (ACS Science & Engineering Team, NASA).

Все звёзды, которые мы видим на небе – это звёзды нашей Галактики. Можно заметить, что есть туманная полоса Млечного Пути, которая тянется через всё небо. Она состоит из огромного количества звёзд. Все вместе они составляют нашу Галактику, в ней около 400 млрд звёзд. Кроме звёзд, Галактика состоит из газа и пыли, и, что важно, из тёмного вещества. Оно вносит основной вклад в массу вещества нашей Галактики. Размер Галактики достаточно велик, чтобы поместить все эти сотни миллиардов звёзд, расстояние между которыми измеряется световыми годами. Размер Галактики около 100 тысяч световых лет, то есть, от одного её края до другого свет будет идти примерно 100 тысяч лет.

Мы видим, как звёзды вращаются вблизи самого центра Галактики и можем вычислить, какая масса заставляет их вращаться именно по этим орбитам. Получается, что в самом центре Галактики, где не видно никакого яркого источника, есть нечто с массой 4 млн масс Солнца. И единственное здравое объяснение этому является то, что этот слабый и сверхмассивный объект – чёрная дыра.

Многое о нашей Галактике мы до сих пор не знаем, потому что мы не можем вылететь за её пределы и посмотреть на неё снаружи. Например, мы не знаем, сколько спиральных рукавов у Галактики. Зато мы знаем, что наша Галактика похожа на какие-то другие спиральные галактики, в частности, на нашу соседку – галактику Туманность Андромеды. Интересно, что в ярких спиральных рукавах звёзд примерно столько же, сколько и в тёмном пространстве между рукавами. Просто в рукавах активно образуются молодые яркие звёзды (и их хорошо видно), а между рукавами находятся слабые звёзды (которые видно плохо).

Галактики относятся к разным типам, но более или менее их можно разделить на три группы. Есть дисковые галактики, похожие на нашу. Очень часто в этих дисках возникают красивые спирали, которые мы все так любим рассматривать на фотографиях. Есть галактики эллиптические. Они могут выглядеть как сплюснутый шарик, состоящий из звёзд. И, наконец, есть галактики неправильные (иррегулярные). У них нет какой-то определённой формы. Как правило, эта иррегулярность связана с тем, что галактика очень лёгкая, и ей просто не хватило массы, чтобы выстроить свои звёзды в определённом порядке. Или эта галактика недавно взаимодействовала с другой галактикой сравнимой массы, поэтому её форма была существенно искажена. Галактики группируются в скопления, а в более крупном масштабе – в сверхскопления.

6. Планеты существуют не только вокруг Солнца, но и вокруг других звёзд. Их называют экзопланеты. Уже открыто более 3 тысяч экзопланет. Планетные системы могут сильно отличаться друг от друга.


6-1. Тройная звезда Глизе Глизе 667 (23 световых года от нас) с планетами в зоне обитаемости и область активного звёздообразования Кошачья лапа (5,5 тысячи световых лет от нас) в созвездии Скорпиона. Снимок Европейской южной обсерватории (ESO / Digitized Sky Survey 2).


6-2. Планетная система звезды HR 8799 (130 световых лет от нас) в созвездии Пегаса. Фото обсерватории Кека на горе Мауна-Кеа на Гавайях. Составлен даже видеоряд движения планет, полученный за 7 лет наблюдений (Jason Wang et al.).

Важное недавнее открытие – обнаружение других планетных систем. Солнечная система оказалась не уникальной, вокруг других звёзд тоже есть планеты. Мы называем их «экзопланеты», и это тоже очень важная составляющая нашей Галактики. Теперь мы знаем, что, скорее, трудно найти звезду без планетной системы. Поэтому число планет в несколько раз превосходит число звёзд в Галактике, и можно уже говорить о тысячах миллиардов планет в нашей Галактике.

Люди давно подозревали о существовании экзопланет, однако доказать это оказалось очень трудно. Случилось это в начале 1990-х годов, и последние двадцать с лишним лет мы наслаждаемся потоком открытий в области экзопланетной астрономии. Иногда мы непосредственно наблюдаем экзопланеты (даже целые системы экзопланет), видим, как они вращаются вокруг своих звёзд. Но всё-таки напрямую наблюдать экзопланеты трудно. И не потому, что они такие тусклые, а потому, что звёзды такие яркие. Люди научились регистрировать экзопланеты сразу несколькими способами. Так, спутник Кеплер одновременно следил за блеском около 200 тысяч звёзд. Когда планета пролетает точно между нами и своей звездой, Кеплер регистрирует падение блеска звезды. Второй способ состоит в том, что планета при движении вокруг звезды немного раскачивает её, заставляя вращаться вокруг центра масс всей системы. И, фиксируя параметры этого раскачивания, можно высчитать массу и период обращения этой планеты. Есть и другие методы обнаружения экзопланет.

Сейчас мы знаем более 3 тысяч экзопланет, и у нас есть более 20 тысяч кандидатов, из которых заметно больше половины окажутся подтверждёнными.

Читайте так же:  Интересные факты о чили страна

7. Вселенная родилась около 14 миллиардов лет назад очень горячей и сверхплотной. В ходе расширения Вселенная остывала и становилась менее плотной, появились протоны, нейтроны, электроны. Затем возникли звёзды и галактики.


7-1. Основные этапы эволюции Вселенной (NASA/WMAP Science Team).


7-2. Основные события в истории Вселенной (NASA / CXC / M. Weiss, перевод spacegid.com).


7-3. Согласно теории Большого взрыва, Вселенная в момент образования была в чрезвычайно плотном и горячем состоянии (Fredrik).


7-4. Образование и схлопывание протогалактических облаков (рисунок) через миллиард лет после Большого взрыва (Adolf Schaller / NASA).

Если бы Вселенная была бесконечна, стационарна и равномерно заполнена звёздами, то, куда бы мы ни смотрели, наш взгляд упирался бы в какую-нибудь звезду. И всё небо, даже ночью, сияло бы как поверхность Солнца. Это умозаключение известно как фотометрический парадокс (или парадокс Ольберса – по имени немецкого астронома, который обратил на него внимание в XIX веке). Может быть, ночью темно потому, что свет далёких звёзд закрывается облаками космической пыли? Нет. В силу закона сохранения энергии пыль сама должна нагреваться и светиться так же ярко, как звёзды. Теперь мы можем сказать, что небо «тёмное» и в рентгеновском диапазоне, и в инфракрасном, и в других лучах тоже.

Единственное решение парадокса Ольберса состоит в предположении, что звёзды где-то «заканчиваются». Причём, учитывая конечность скорости света (300 тысяч км/с), звёзды заканчиваются не в пространстве, а во времени. Вселенная имеет конечный возраст – около 13,7 млрд лет. Этот возраст установлен самыми разными способами, и все они дают сходный результат. Таким образом, мы не видим свет от звёзд, чей возраст превышал бы эти самые 13,7 млрд лет – потому, что звёзд тогда вообще не было. Это и объясняет, почему ночью небо тёмное.

13,7 млрд лет назад произошло нечто, что мы называем Большим взрывом, в котором и родилась наша Вселенная. После этого она начала расширяться. Это наблюдательный факт. Вначале Вселенная была очень горячей и плотной. Мы видим излучение, которое приходит от этой ранней горячей Вселенной. Оно никуда не делось, просто остыло. Кстати, заметный процент «ряби» на пустом канале телевизора вызывается этим самым излучением. В какой-то момент горячее вещество Вселенной, как говорят, рекомбинировалось: электроны «прицепились» к ядрам. Наступили «тёмные времена»: это нейтральное вещество ничего не излучает, а звёзд ещё нет. Моделирование показывает, что там, где плотность вещества оказывалась чуть больше, возникали сгустки, облака, в которых со временем загорались самые первые звёзды. Эти сгустки притягивались друг к другу, образовывая первые галактики. Звёзды эволюционировали и взрывались, рождая самые первые чёрные дыры.

8. Нам доступна для наблюдений лишь часть Вселенной. За этой границей физический мир не заканчивается. Чем дальше объект, тем более раннее его прошлое мы видим.


8-1. Скопление галактик Abell 2218 (3 млрд световых лет от нас) в созвездии Дракона. Гравитация этого массивного и компактного скопления искривляет и фокусирует свет от галактик, находящихся далеко позади него. В результате многочисленные изображения этих фоновых галактик искажаются, превращаясь в длинные дуги. Подобный эффект можно увидеть, взглянув на уличные огни сквозь увеличительное стекло (Andrew Fruchter – STScI et al., WFPC2, HST, NASA).


8-2. На этом «экстремально глубоком снимке» участка неба в созвездие Печи – самые старые из всех наблюдаемых галактик. Они сформировались сразу после «тёмной эпохи», 13 млрд лет назад, когда возраст Вселенной составлял всего несколько процентов от его значения в наше время. Чтобы получить это изображение, были обработаны и сведены более 2000 фотографий, сделанных «Хабблом» за 10 лет (NASA, ESA, G. Illingworth, D. Magee, and P. Oesch – UCSC, R. Bouwens – Leiden Obs., and the XDF Team).


8-3. Видимая Вселенная относительно земного наблюдателя. Рисунок в логарифмическом масштабе (Pablo Carlos Budassi).

Из-за конечного возраста наблюдаемой Вселенной и конечности скорости света нам приходится изучать Вселенную, наблюдая лишь малую её часть. Свет от более далёких объектов просто не успел к нам долететь. Но Вселенная больше, чем этот наблюдаемый участок. Но насколько больше, мы, к сожалению, сказать не можем.
Далёкие объекты мы видим «в прошлом». Солнце мы видим таким, каким оно было примерно 8 минут назад. Глядя в телескоп на галактику Туманность Андромеды, расстояние до которой 2.5 млн световых лет, мы видим события, происходившие там 2,5 млн лет назад. А, наблюдая галактики, свет от которых шёл до нас 12 млрд лет, мы видим, что они ещё даже не успели объединиться в скопления. Таким образом, чем более далёкие объекты мы рассматриваем, тем глубже мы погружаемся в их прошлое.

9. Почти все химические элементы, из которых состоит всё вокруг, в том числе и мы сами, родились в звёздах в результате термоядерных реакций или при взрывах сверхновых. До образования звёзд Вселенная состояла из водорода и гелия.


9-1. Периодическая таблица, в которой разными цветами указано происхождение химических элементов (Cmglee с изм.).


9-2. Крабовидная туманность (6,5 тысячи световых лет от нас) в созвездии Тельца – результат взрыва сверхновой звезды, произошедшего в 1054 году. Согласно записям арабских и китайских астрономов, вспышка была видна невооружённым глазом даже днём. До сих пор газопылевые облака разлетаются со скоростью 1,5 тысячи километров в секунду. Их подсвечивает изнутри маленькая (всего 25 километров) нейтронная звезда, которая вращается со скоростью 30 оборотов в секунду (NASA , ESA and Allison Loll / Jeff Hester, Arizona State University).

Вселенная возникла горячей и плотной, после чего началось расширение. В горячем и плотном веществе не могут существовать сложные структуры. Вспомните окончание второй серии Терминатора, где Шварценеггер опускается в раскалённый металл. И в ранней Вселенной не могли существовать сложные структуры, в том числе, и ядра химических элементов, ядра атомов. В какой-то момент Вселенная остывает, становится менее плотной и возникает водород. Возникают нейтроны и протоны, и из них можно начать составлять другие ядра элементов. Но на это отводится очень мало времени – несколько минут. И расчёты показали, что дальше гелия продвинуться было очень трудно. Таким образом, Вселенная возникает состоящей из водорода и гелия. Именно из этих двух элементов состояли первые поколения звёзд. Опять же, если вы пишете научно-фантастический роман, не заставляйте вашего героя рождаться через 100 млн лет после Большого взрыва, потому что тогда он должен быть из водорода и гелия.

Звёзды эволюционируют, в них идут термоядерные реакции, в ходе которых могут образовываться элементы вплоть до элементов группы железа. Кстати, основной поставщик железа во Вселенной – белые карлики. Мы знаем, что ядра массивных звёзд состоят из железа, но это железо потом не выбрасывается, оно входит в состав нейтронных звёзд и чёрных дыр. А белые карлики взрываются целиком. Это термоядерный взрыв с полным разрушением звезды, и при этом выбрасывается много железа.

При взрывах сверхновых синтезируются ещё более тяжёлые элементы, и следующее поколение звёзд возникает уже обогащённое этими тяжёлыми элементами. С течением времени тяжёлых элементов во Вселенной становится всё больше, а водорода всё меньше. Тем не менее, бoльшая часть вещества Вселенной (не считая «тёмного вещества», о котором – чуть позже) всё равно остаётся в водороде, который никогда не попадёт в звёзды, потому что он рассеян в межгалактическом пространстве.

Таким образом, практически все химические элементы, с которыми мы сталкиваемся в жизни, в том числе и атомы в нашем теле, побывали внутри какой-нибудь звезды (а, скорее всего, внутри нескольких поколений звёзд).

10. Обычного вещества во Вселенной всего несколько процентов. 25% плотности Вселенной связано с тёмным веществом, а 70% – с тёмной энергией. Из-за тёмной энергии Вселенная расширяется всё быстрее.


10-1. Компьютерное моделирование крупномасштабной структуры Вселенной. Желтый – «обычное» вещество (звёзды, галактики, газ и пр.), фиолетовый – тёмная материя (Virgo Consortium).


10-2. В 6 млрд световых лет от нас в созвездии Кита мы наблюдаем результат столкновения двух гигантских скоплений галактик. Они двигались навстречу друг другу со скоростью несколько тысяч км/сек – одно с левой стороны снимка, другое – с правой. Молекулы газа скоплений столкнулись и замедлились. Эта «куча» газа, показанная розовым пятном в центре снимка, наблюдается космической лабораторией Чандра в рентгеновских лучах. А частицы тёмной материи обоих скоплений продолжили своё движение как ни в чём не бывало и сейчас разлетаются в противоположных направлениях (пятна синего цвета). Изучение последствий таких грандиозных космических катаклизмов позволит уточнить свойства тёмной материи, о которых пока мало что известно (NASA, ESA, CXC, M. Bradac – UCSB & S. Allen – Stanford).

Вселенная состоит не только из «обычного вещества», входящего в таблицу Менделеева. Современные исследования показывают, что на обычное вещество приходится около 5% от полной плотности Вселенной. 95% определяется чем-то другим. Чем – достоверно мы не знаем, но есть очень хорошая гипотеза. Скорее всего, основной вклад в массу галактик и скоплений галактик вносит тёмное вещество. Его примерно в пять раз больше, чем обычного, то есть оно отвечает за 25% полной плотности Вселенной. Это какой-то вид элементарных частиц, не входящих в Стандартную модель. Это вещество может собираться в кучу, поэтому мы можем сказать: вот галактика, вот гало тёмной материи вокруг неё, здесь тёмной материи больше, а здесь её меньше. Точно так же тёмной материи много в скоплениях галактик, и мало между скоплениями, например, в войдах (войд – пространство между волокнами крупномасштабной структуры, в котором почти отсутствуют галактики и скопления).

С чем же связаны оставшиеся 70%? Сейчас мы думаем, что они связаны с тёмной энергией. В конце 1990-х годов было обнаружено, что наша Вселенная расширяется всё быстрее и быстрее. Причём первые несколько миллиардов лет Вселенная расширялась с замедлением, как мы могли бы и ожидать, а потом вдруг начала расширяться всё быстрее и быстрее. Есть какая-то дополнительная составляющая во Вселенной, которая заставляет галактики отталкиваться и удаляться друг от друга. Для того, чтобы описать этот эффект, и понадобилась эта самая тёмная энергия. Используя данные наблюдения, мы можем посчитать, сколько тёмной энергии нужно, чтобы описать тот мир, который открывают нам астрономические приборы. И оказывается, что тёмная энергия должна отвечать за 70% полной плотности Вселенной.

Заключение

Итак, мы увидели, что Вселенная устроена, с одной стороны, достаточно просто, чтобы все основные факты о ней можно было быстро перечислить. А, с другой стороны, Вселенная устроена достаточно многообразно, поскольку про каждый упомянутый нами факт можно писать целые книжки. Мы увидели также два больших белых пятна: у нас нет прямых данных о тёмной материи и нет прямых данных о тёмной энергии. Но мы надеемся, что в течение ближайших лет (а, может, десятков лет) мы сможем существенно дополнить астрономическую картину мира.

Источники

Материал выпуска основан на ряде публичных лекций, прочитанных Сергеем Поповым:

«Главное в астрономии за 60 минут». Лекция цикла публичных лекций «Пробелы образования», Нижний Новгород, февраль 2020 г.

«10 заповедей современной астрофизики». Статья в газете «Троицкий вариант – Наука», март 2011 г.

«Картина мира за один час». Открытая лекция в Московском педагогическом государственном университете, май 2020 г.

«Зачем нужна астрономия?» Вебинар корпорации «Российский учебник», июнь 2020 г.

Интервью для Megapolis Time, май 2020 г. (и здесь).

«10 заповедей современной астрофизики». Статья в газете «Троицкий вариант. Наука», 2011 г.

«Вся астрофизика за час». Видеоурок из серии «Учёные – детям», 2020 г.

«Картина мира с точки зрения астрофизика». Лекция в Стрелковом клубе «Объект», Москва, август 2020 г. (часть 1, часть 2.

«Зачем нужна астрономия?» Лекция в «Архэ» 14 февраля 2020 г.

Ссылки на другие источники и дополнительные материалы смотрите в интернет-версии нашего прошлого номера: «Главные астрономические открытия. Рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней».

Литература

Засов А. В., Постнов К. А. Курс общей астрофизики (2-е изд.: Фрязино: Век 2, 2011).

Небо и телескоп, Солнечная система, Звезды, Галактики (М.: Физматлит, 2008-2020).

Harrison E. Cosmology: The Science of the Universe (2nd ed.: Cambridge University Press, 2000).

Решетников В. П. Почему небо тёмное. Как устроена Вселенная (Фрязино: Век 2, 2012).

Рубин С. Г. Устройство нашей Вселенной (3-е изд.: Фрязино: Век 2, 2020) .

Приложение 1: Масштабы Вселенной

Спасибо, друзья, за внимание к нашей публикации. Мы были бы вам очень признательны за оставленный отзыв. В наших следующих выпусках: современные исследования Медного всадника и Гром-камня, Александровская колонна, следы животных, растения Ленинградской области, викинги и предыстория Руси и другие интересные темы. Напоминаем, что наши партнёры в своих организациях бесплатно раздают наши стенгазеты.

Читайте и другие наши выпуски, посвящённые астрономии и космонавтике.

108. Главные астрономические открытия
(Рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней).

91. Подвиг Гагарина (устройство космической ракеты и порядок взлёта и приземления).

27. Космический дом: устройство МКС (интервью с астронавтом Франком Де Винне).

11. Краткая история космонавтики (от крыльев Икара до любопытного марсохода).

Ваш Георгий Попов, редактор к-я.рф