На главную | Сравнение размеров планет и звезд | Домысел | Границы Вселенной | Вселенная | Эволюция звезды | «Вояджер-1» обнаружил странный участок на краю Солнечной системы | Фото планеты Земля с орбиты Юпитера | Фото планеты Земля с луны | Марсоход Curiosity
Сравнение размеров планет и звезд
Меркурий- является самой маленькой планетой земной группы. Радиус Меркурия составляет 2439,7 + 1,0 км. Масса планеты 0,055 земной. Площадь 0,147 земной.
Марс- превосходит по размерам только Меркурий. Масса планеты равна 10,7% массы Земли. Объём равен 0,15 объёма Земли.
Венера- наиболее приближена к Земле по своим показателям. Период обращения 224,7 земных суток. Объём равен 0,857 земных. Масса-0,815 земных.
Земля- четвёртая в списке по величине после Меркурия.
Нептун- по массе Нептун больше Земли в 17,2 раза.
Уран- чуть больше Нептуна.
Сатурн- классифицируется как газовый гигант на ровне с Юпитером, Нептуном и Ураном. Радиус планеты 57316 + 7 км. Масса-5,6846 х 1026 кг.
Юпитер- самая крупная планета в Солнечной системе. Классифицируется как газовый гигант. Радиус планеты 69173 + 7 км. Масса-1,8986 х 1027 кг.
Вольф 359- звезда удалена на 2,4 парсека или 7,80 световых лет от Солнечной системы. Слабый красный карлик, который не видно не вооружённым глазом. Масса составляет 0,09-0,13 массы Солнца. Радиус-0,16-0,19 радиуса Солнца.
Солнце- единственная звезда Солнечной системы. Масса Солнца равна 99,866% от суммарной массы нашей Солнечной системы, превышает массу Земли в 333 000 раз. Диаметр Солнца равен 109 диаметрам Земли. Объём-1 303 600 объёмов Земли.
Сириус- самая яркая звезда на ночном небе. Находится в созвездии Большого Пса.
Сириус можно увидеть из любого региона Земли, кроме самых северных. Сириус находится в 8,6 световых лет от Солнечной системы. Сириус больше нашего Солнца в два раза.
Поллукс- ярчайшая звезда в созвездии Близнецов. Масса звезды 1,7 + 0,4 массы Солнца. Радиус-8,0 массы Солнца.
Арктур- самая яркая звезда в созвездии Волопаса. Если вы поднимите глаза в ночное небо, то второй по яркости звездой и окажется Арктур.
Альдебаран- самая яркая звезда в созвездии Тельца. Масса-2,5 массы Солнца. Радиус-38 радиуса Солнца.
Ригель- самая яркая звезда созвездия Орион, бело-голубой сверхгигант. Находится Ригель на расстоянии 870 световых лет от нашего Солнца. Ригель в 68 раз больше нашего Солнца, а светимость в 85 000 раз сильнее солнечной. Ригель считается одной из самых мощных звёзд в галактике. Масса-17 масс Солнца, радиус составляет 70 радиусов Солнца.
Антарес- звезда находится в созвездии Скорпиона и считается самой яркой в данном созвездии. Красный сверхгигант. Расстояние 600 световых лет. Светимость Антареса сильнее солнечной в 10 000 раз. Масса звезды составляет 15-18 масс Солнца. Имея такой большой размер и такую маленькую массу, можно сделать вывод, что плотность звезды очень низкая.
Бетельгейзе- красный сверхгигант в созвездии Ориона. Примерное расстояние до звезды 500-600 световых лет. Диаметр звезды превышает диаметр Солнца примерно в 1000 раз. Масса Бетельгейзе равна 20-ти массам Солнца. Яркость звезды превышает солнечную в 100 000 раз.
Сравнительные размеры планет, Солнца и некоторых звёзд
к началу статьи
Домысел
Вы задумывались почему безвоздушное пространство космоса черного цвета? Почему оно не может быть белым или синим. Если у вселенной есть какие-то границы, то за этими границами определенно тоже черная пустота или твердь, но тоже черная, либо граница вселенной не прозрачна и за ней может находиься самые неожиданные вещи, как в фильме "люди в черном"
к началу статьи
Границы Вселенной
Вселенная имеет хоть и очень большой, но все же конечный объем, но при этом не имеет границ. Представить это довольно просто на двухмерном примере: в некоторых простых компьютерных играх объект, уходящий за правую границу игрового поля, появляется слева, а ушедший вниз - сверху. Еще более наглядный пример - трехмерный - можно увидитеть, если на любом из уровней игры Quake воспользоваться одновременно читами, позволяющими проходить сквозь стены и летать, и прямиком двинуться в любую сторону: камера быстро выйдет за пределы локации, ваш виртуальный герой какое-то время будет лететь в черной пустоте, а потом перед ним появится оставшееся вроде бы позади скопление коридоров и комнат, и герой вернется в ту же точку, откуда начал свое движение, но с противоположной стороны, как буд-то обойдя вокруг “земного шара” - хотя летел-то он по прямой. Двигаться можно в любую сторону бесконечно долго - границ нет, но за пределы уровня не выйти, и ни в никакое “другое пространство” не прилетишь - объем конечен и замкнут. Вот такова же и реальная Вселенная, только попросторнее.
"Форма” нашей Вселенной может представлять собой додэкаэдр - правильный многогранник с 12 пятиугольными гранями - бесконечно отраженный сам в себе. Ну или, опять же пользуясь предыдущими аналогиями, Вселенная - это бесконечное пространство, заполненное виртуальными додэкаэдрами, которые суть один и тот же додэкаэдр.
к началу статьи
Вселенная
Вселенная — фундаментальное понятие в астрономии и философии, строго не определяемо. Делится на две принципиально иные сущности: умозрительную (философскую) и материальную, доступную наблюдениям в настоящее время или в обозримом будущем. Если автор различает эти сущности, то следуя традиции, первую называют Вселенной, а вторую — астрономической Вселенной, или Метагалактикой (в последнее время этот термин практически вышел из употребления). Вселенная является предметом исследования космологии.
В историческом плане для обозначения «всего пространства» использовались различные слова, включая эквиваленты и варианты из различных языков, такие как «небесная сфера», «космос», «мир». Использовался также термин «макрокосмос», хотя он предназначен для определения систем большого масштаба, включая их подсистемы и части. Аналогично, слово «микрокосмос» используется для обозначения систем малого масштаба.
Любое исследование, любое наблюдение, будь то наблюдение физика за тем, как раскалывается ядро атома, ребёнка за кошкой или астронома, ведущего наблюдения за далёкой-далёкой галактикой, — всё это наблюдение за Вселенной, вернее, за отдельными её частями. Эти части служат предметом изучения отдельных наук, а Вселенной в максимально больших масштабах, и даже Вселенной как единым целым занимаются астрономия и космология; при этом под Вселенной понимается или область мира, охваченная наблюдениями и космическими экспериментами, или объект космологических экстраполяций — физическая Вселенная как целое.
Информация, которой обладает человечество о Вселенной, как о едином целом — результат астрономических наблюдений. И если у большинства естественных наук разнообразие источников информации ничем не ограничено, то у астронома, в подавляющем числе случаев, он один — электромагнитное излучение. Среди однозначно интерпретируемых фактов относительно свойств Вселенной приведем здесь следующие:
Самый распространенный элемент — водород.
Расширение Вселенной с хорошей степенью линейно до z ~ 0,1.
Реликтовый фон флуктуирует на масштабах четвёртого порядка малости.
Температура реликтового фона зависит от z.
Наличие L-леса в спектрах далеких объектов (квазаров) с z > 6.
Наличие сильной неоднородности в распределении галактик на масштабах < 100 Мпк.
В основу теоретических объяснений и описаний этих явлений положен космологический принцип. Суть которого в том, что наблюдатель независимо от места и направления в среднем обнаруживают одну и туже картину. Сами теории стремятся объяснить и описать происхождение химических элементов, ход развития и причину расширения, возникновение крупномасштабной структуры.
Первый значительный толчок в сторону современных представлений о Вселенной совершил Коперник. Второй по величине вклад внесли Кеплер и Ньютон. Но поистине революционные изменения в наших представлениях о Вселенной происходят лишь в XX веке.
Этимология
В русском языке слово «Вселенная» является заимствованием из старославянского «въсєлена», что является калькой древнегреческого слова «ойкумена», от глагола «населяю, обитаю» и в первом значении имело смысл лишь обитаемой части мира. Русское слово «Вселенная» поэтому родственно существительному «вселение» и лишь созвучно определительному местоимению «всё». Самое общее определение для «Вселенной» среди древнегреческих философов, начиная с пифагорейцев, было (Всё), включавшее в себя как всю материю, так и весь космос.
Химический состав
Средняя температура
Плотность
Уравнение состояния
H — 75 %
He — 23 %
O — 1 %
C — 0,5 %
2,725 К
10-29г/см3. Из них:
Темная энергия — 74 %
Темная материя — 22 %
Барионное вещество — 4 %
-1.1±0.4
Представляя Вселенную как весь окружающий, мы сразу делаем ее уникальной и единственной. И вместе с этим лишаем себя возможности описать ее в терминах классической механики: из-за своей уникальности Вселенной ни с чем не может взаимодействовать, она система-систем, а вместе с этим теряют свой смысл такие понятия, как масса, форма, размер. Вместо этого приходится прибегать к языку термодинамики, употребляя такие понятия как плотность, давление, температура, химический состав.
Расширение Вселенной
Однако Вселенная мало похожа на обычный газ. Уже на самых крупных масштабах мы сталкиваемся с расширением Вселенной и реликтовым фоном. Природа первого явления - гравитационное взаимодействие всех существующих объектов. Именно его хода определяем будущее Вселенной.
Второе же явление это наследство ранних эпох, когда свет горячего Большого взрыва практически перестал взаимодействовать с материей, отделился от неё. Сейчас из-за расширения Вселенной из видимого диапазона большинство излученных тогда фотонов перешли в микроволновой радиодиапазон.
Иерархия масштабов во Вселенной
Переходя к масштабам меньше 100 Мпк обнаруживается четкая ячеистая структура. Внутри ячеек пустота - войды. А стенки образованы из сверхскоплений галактик. Эти сверскопления - верхний уровень целой иерархии.
На верхнем уровне, как было уже сказано сверхскопления, затем идут скопления галактик, потом локальные группы галактик, а самый нижний уровень(масштаб 5-200 кпк) - это огромное многообразие самых различных объектов. Конечно, все они - галактики, но все они различны: это и линзовидные, неправильные, эллиптические, спиральные, с полярным кольцами, с активными ядрами и т.д.
Из них, отдельно стоит упомянуть квазары, отличающихся очень высокой светимостью и настолько малым угловым размером, что в течение нескольких лет после открытия их не удавалось отличить от «точечных источников» — звёзд. Болометрическая светимость квазаров может достигать 1046 — 1047 эрг/с.
Переходя к составу галактики мы обнаруживаем: темную материю, космические лучи, межзвездный газ, шаровые скопления, рассеянные скопления, двойные звезды, звездные системы больше кратности, Сверхмассивные черные дыры и черные дыры звездной массы, и, наконец, одиночные звезды.
Их индивидуальная эволюция и взаимодействие друг с другом порождает множество явлений. Так предполагается, что истоником энергии у упомянутых уже квазаров служит аккреция межзвездного газа на сверхмассивную центральную черную дыру.
Отдельно стоит упомянуть и о гамма-всплесках - это внезапные кратковременные локализуемые повышения интенсивности космического гамма-излучения с энергией в десятки и сотни кэВ. Из оценок расстояний до гамма-всплесков можно сделать вывод, что излучаемая ими энергия в гамма-диапазоне достигает 1050 эрг. Для сравнения, светимость всей галактики в этом же диапазоне составляет «всего» 1038 эрг/c. Такие яркие вспышки видны из самых далеких уголков Вселенной, так у GRB 090423 красное смещение z = 8,2.
Сложнейшим комплексом, включающим в себя уйму процессов, является эволюция галактики:
galaxy.png)
В центре диаграммы представлены важные этапы эволюции одной звезды, от её формирования до смерти. Их ход малозависим от того, что творится со всей галактикой в целом. Однако общее число вновь образующихся звёзд и их параметры подвержены значительному внешнему влиянию. Процессы, масштабы которых сравнимы или больше размера галактики (на диаграмме это все остальные, не вошедшие в центральную область), меняют морфологическую структуру, темп звездообразования, а значит и скорость химической эволюции, спектр галактики и т. д.
Наблюдения
Описанное выше многообразие порождает целый спектр задач наблюдательного характера. В одну группу можно включить изучение отдельных феноменов и объектов, а это:
1. Феномен расширения. А для этого нужно наблюдать расстояния и красные смещения и как можно более далеких объектов. При ближайшем рассмотрении это выливается в целый комплекс задач, называемый шкалой расстояний.
2. Реликтовый фон.
Отдельные удаленные объекты, как квазары и гаммы всплески.
Далекие и старые объекты излучают мало света и необходимы гигантские телескопы, такие как Кеки, VLT, БТА, Хаббл и строящиеся E-ELT и James Web. Также для выполнения первой задачи, необходимы и специализированные средства, такие как Hipparcos и разрабатывающаяся Gaia.
Как было сказано излучение реликтового лежит в микроволновом диапазоне длин волн, следовательно для его изучения необходимо радионаблюдения и, желательно, космическими телескопами, такими как WMAP и Планк.
Уникальные особенности гамма-всплесков, требует не только гамма-лабораторий на орбите, наподобие SWIFT, но и необычных телескопов - робот-телескопы - чье поле больше чем у выше упомянутых телескопов SDSS и способных наблюдать в автоматическом режиме. Примерами таких систем может служить телескопы российской сети Мастер и совместно российски-проект Tortora.
Предыдущие задачи - это работа по отдельным объектам. Совсем иного подход требуется для:
1. Изучения крупномасштабной структуры Вселенной.
2. Изучение эволюцию галактик и процессов ее составляющие.Таким образом нужны наблюдения как можно более старых объектов и как можно в большем числе.
С одной стороны необходимы массовые, обзорные наблюдения. Это вынуждает использовать телескопы с широким полем, например, такие, как в проекте SDSS. С другой стороны требуется детализация, на порядки превышающая надобности большинства задач предыдущей группы. А это возможно только с помощью РСДБ-наблюдений, с базой в диаметр Земли, или еще больше как эксперименте Радиоастрон.
Отдельно стоит выделить поиск реликтовых нейтрино. Для ее ее решения необходимо задействовать специальные телескопы - нейтринные телескопы и нейтринные детекторы, - такие как Баксанский нейтринный телескоп, Байкальский подводный, IceCube. KATRIN.
Одно изучение гамма-всплесков, да реликтового фона свидетельствует о том, что только оптическим участком спектра тут не обойтись. Однако атмосфера Земли имеет всего два окна прозрачности: в оптическом диапазоне и радио., и поэтому без космических обсерваторий не обойтись. Из ныне действующих в пример тут приведем Chandra, Integral, XMM-Newton, Гершель. В разработке находятся, Спектр-УФ, IXO, Спектр-РГ, Astrosat и многие другие.
Метод тригонометрического параллакса
Схема возникновения годичного параллакса
Параллакс — это угол, возникающий благодаря проекции источника на небесную сферу. Различают два вида параллакса: годичный и групповой.
Годичный параллакс — угол, под которым был бы виден средний радиус земной орбиты из центра масс звезды. Из-за движения Земли по орбите видимое положение любой звезды на небесной сфере постоянно сдвигается — звезда описывает эллипс, большая полуось которого оказывается равной годичному параллаксу. По известному параллаксу из законов евклидовой геометрии расстояние от центра земной орбиты до звезды можно найти как:
где приближённое равенство записано для малого угла (в радианах). Данная формула хорошо демонстрирует основную трудность этого метода: с увеличением расстояния значение параллакса убывает по гиперболе, и поэтому измерение расстояний до далеких звезд сопряжено со значительными техническими трудностями.
Суть группового параллакса состоит в следующем: если некое звёздное скопление имеет заметную скорость относительно Земли, то по законам проекции видимые направления движения его членов будут сходиться в одной точке, называемой радиантом скопления. Положение радианта определяется из собственных движений звёзд и смещения их спектральных линий, возникшего из-за эффекта Доплера. Тогда расстояние до скопления находится из следующего соотношения:
где μ и Vr — соответственно угловая (в секундах дуги в год) и лучевая (в км/с) скорость звезды скопления, λ — угол между прямыми Солнце—звезда и звезда—радиант, а r — расстояние, выраженное в парсеках. Только Гиады имеют заметный групповой параллакс, но до запуска спутника Hipparcos только таким способом можно откалибровать шкалу расстояний для старых объектов.
к началу статьи
| Химический состав | Средняя температура | Плотность | Уравнение состояния |
| H — 75 % He — 23 % O — 1 % C — 0,5 % |
2,725 К | 10-29г/см3. Из них: Темная энергия — 74 % Темная материя — 22 % Барионное вещество — 4 % |
-1.1±0.4 |
Эволюция звезды
к началу статьи
«Вояджер-1» обнаружил странный участок на краю Солнечной системы
Не удовлетворившись тем, что он является единственным рукотворным аппаратом, которому удалось улететь от Земли дальше остальных, зонд «Вояджер-1» недавно вошел в странную область на границе Солнечной системы, поставившую физиков в тупик. Все их теории оказались несостоятельными.
Аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2» уже успели совершить беспрецедентное путешествие к другим планетам, отправляя на Землю совершенно удивительные данные о нем. В 1980 году «Вояджер-1» достиг границ Солнечной системы, и с тех пор он продолжает приближаться к межзвездному пространству. Согласно последним данным, в настоящее время этот зонд отошел от нашей планеты на расстояние, в 120 раз превышающее расстояние от Солнца до Земли.
Первоначально ученые предполагали, что переход «Вояджера» в эту новую зону, где воздействие внешней галактики становится более выраженным, будет постепенным и плавным. Однако этот процесс оказался гораздо более сложным, чем могли предположить исследователи, и в настоящий момент космический аппарат вошел в довольно странную область, о которой ученые до сих пор не имели ни малейшего представления.
«Все модели, которые должны были предсказать, что произойдет дальше, оказались неправильными, - объясняет физик Стаматиос Кримигис (Stamatios Krimigis) из лаборатории прикладной физики университета Джона Хопкинса, который является ведущим автором одной из трех статей, посвященных последним данным "Вояджера-1" и опубликованных 27 июня в журнале Science. - У нас нет вообще никакого сценария того, что может произойти дальше».
Солнце продуцирует поток заряженных частиц, называемый солнечным ветром, который дует со скоростью более миллиона километров в час. Некоторые из этих ионов выбрасываются со скоростью, составляющей 10% от скорости света. Солнечный ветер поддерживает магнитное поле Солнца.
Считается, что этот ветер, в конце концов, достигает межзвездного пространства, где действует совершенно иной поток частиц, выбрасываемых в результате взрывов на поверхности крупных звезд. Эти чрезвычайно активные ионы, возникающие в результате вспышек, известны как галактические космические лучи, которым солнечный ветер не дает проникнуть внутрь Солнечной системы. Галактика также обладает своим собственным магнитным полем, которое, как считают ученые, располагается под довольно большим углом к магнитному полю Солнца.
О том, что «Вояджер-1» приблизился к границам солнечного ветра, стадо известно в 2003 году, когда приборы аппарата зафиксировали снижение скорости движения частиц по мере их удаления от Солнца. Затем, примерно год назад, вокруг зонда все стихло. Приборы «Вояджера-1» показывали, что поток солнечных частиц резко пошел на спад, став в конечном итоге практически неразличимым. Этот переход произошел чрезвычайно быстро, заняв всего несколько дней.
В то же самое время уровень галактических космических лучей в значительной степени вырос, и это может свидетельствовать о том, «что мы вышли за границы действия солнечного ветра», как объяснил Эд Стоун (Ed Stone) из Калифорнийского технического института, эксперт проекта «Вояджер» и ведущий автор одной из работ, опубликованных в журнале Science. Все выглядело так, будто «Вояджер-1» покинул пределы влияния Солнца.
Так в чем же заключается проблема? Если солнечный ветер больше не дует, галактические космические лучи должны струиться со всех сторон. Вместо этого, как показывают приборы «Вояджера», они исходят преимущественно с одной стороны. Более того, несмотря на то, что число солнечных частиц резко уменьшилось, зонд не зафиксировал никаких значительных изменений в окружающих его магнитных полях. Ученые пока не могут этого объяснить, потому что прежде считалось, что магнитное поле галактики расположено под углом в 60 градусов по отношению к магнитному полю солнца.
Пока никто не знает, что на самом деле происходит.
«Это стало огромной неожиданностью», - призналась астроном Мерав Офер (Merav Opher) из Бостонского университета, которая не принимала участия в работе над этим проектом. Хотя новые данные чрезвычайно интересны, по ее мнению, они, вероятнее всего, вызовут массу споров в среде физиков-теоретиков.
«В некотором смысле мы прикоснулись к межгалактическому пространству, - добавила Офер, - но мы все еще находимся в доме Солнца».
Если развивать предложенную Офер аналогию, можно сказать, что «Вояджер» намеревался выйти из солнечной системы, а вместо этого оказался в своего рода фойе солнечного дома, через открытую входную дверь которого дует галактический ветер. Ученые не только не предполагали о существовании этого фойе, они до сих пор не знают, как долго зонд будет в нем оставаться. По мнению Стоун, может пройти от нескольких месяцев до нескольких лет, прежде чем зонд достигнет межзвездного пространства.
«Но это может произойти в любой момент, - добавил он. - У нас нет никаких моделей происходящего». И даже в этом случае, по мнению Стоуна, «Вояджер» не покинет солнечную систему, а всего лишь выйдет за пределы области господства солнечного ветра.
Со своей стороны Кримигис не стал выдвигать никаких предположений относительно того, что может произойти дальше, поскольку все существующие модели теоретиков оказались несостоятельными.
«Я убежден, что природа обладает гораздо более богатым воображением, чем мы», - добавил он.
к началу статьи
Фото планеты Земля с орбиты Юпитера
к началу статьи
Фото планеты Земля с луны
Фото сделано с лунахода "Юйту"
к началу статьи
Марсоход Curiosity
к началу статьи
Опрос:
Есть ли разумная жизнь на других планетах, кроме Земли?
Смотреть фото о присутствии пришельцев, НЛО
Комментарии
Добавить комментарий
© Все права защищены. Распространение и копирование запрещено. Разработано Maksimus. 2011г.