Desde los agujeros negros en miniatura hasta la distorsión completa de la materia y el concepto de espacio-tiempo, desde las galaxias que se tragan entre sí hasta la materia sin masa que no se puede ver ni calcular con la tecnología moderna y las últimas computadoras, estos son solo algunos de los secretos cósmicos resistentes. ante la embestida de la mente humana, en el vasto espacio hay una gran cantidad de misterios inexplicables, permítanos recordarle algunos de ellos.
CUASARES
Las balizas brillantes brillan y nos señalan desde el borde más lejano de la parte visible del Universo, lo que recuerda persistentemente a nuestros científicos el caos cósmico y la infancia de nuestra galaxia nativa. A estas luces de señales las llamamos cuásares, cuya competencia incluye la capacidad de emitir una cantidad de energía comparable a cientos de galaxias al mismo tiempo. Pero la principal conclusión de la comunidad mundial de científicos es que los cuásares no son más que monstruosos agujeros negros en el corazón de galaxias infinitamente distantes. Uno de estos monstruos espaciales fue capturado en una película en 1979, con el nombre en código ZS 273.
La física cuántica nos explica que, contrariamente a su propia apariencia externa, los espacios vacíos son fábricas virtuales enteras para la producción de partículas subatómicas, que allí se crean continuamente y se destruyen inmediatamente. Las partículas rápidas llenan cada centímetro cúbico del Universo, trayendo consigo una cierta cantidad de energía que, según la ley de la relatividad, crea allí fuerzas antigravitacionales, tratando de desgarrar el espacio y expandirlo. Pero, ay, nadie sabe qué hace que tal expansión del Universo aumente y se acelere ...
ANTISUSTANCIAS Y AGUJEROS NEGROS
Ahora toquemos otro misterio llamado antimateria (antimateria). Las partículas y moléculas que componen la materia ordinaria, de la que están compuestos todos los cuerpos y sustancias terrestres y cósmicas, tienen una versión opuesta de sí mismas. Por ejemplo, los electrones (los principales elementos estructurales de cualquier sustancia) tienen carga negativa. Pero su equivalente de antimateria, el positrón, es positivo. Por tanto, la materia y la antimateria se aniquilan cuando chocan en el espacio, y sus masas se convierten en energía pura, según la ecuación de Einstein E \u003d mc2. Es por eso que las naves espaciales interplanetarias del futuro ya se están diseñando teniendo en cuenta la energía de la antimateria.
Los agujeros negros en miniatura también causan nuestro asombro. Si la teoría radicalmente nueva de la gravedad del mundo-brana es correcta, entonces una cantidad increíble de agujeros negros en miniatura están esparcidos por todo el espacio de nuestra galaxia (y quizás el universo), cuyo tamaño no excede el tamaño de un núcleo atómico. Sin embargo, a diferencia de sus contrapartes "globales", estos agujeros negros en miniatura son originalmente un remanente y un eco de la teoría del "Big Bang". Los agujeros negros en miniatura afectan el espacio-tiempo de una manera completamente diferente, debido a su estrecha "afinidad" con la quinta dimensión.
Y si ya hemos mencionado la teoría del "big bang", sería apropiado recordar aquí a todos los orígenes de la radiación cósmica de microondas. Esta radiación es una consecuencia del propio "Big Bang", que se originó en el Universo. Fue descubierto por primera vez en los años 60 del siglo pasado por ruido de radio que emanaba, como parecía entonces, de todos los puntos del Cosmos. Los científicos creían que la radiación de las microondas cósmicas es la mejor confirmación de la teoría del "Big Bang", que solo puede existir. Mediciones recientes han demostrado que la temperatura en áreas de radiación de microondas es igual a -270 ° Celsius.
La materia oscura, de la que hay una gran cantidad en el espacio, nos parece un oscuro misterio. Pero hasta ahora no puede ser visto ni calculado por todos los métodos disponibles para nosotros, usando incluso los últimos equipos. Los neutrinos (una partícula elemental sin carga estable con masa cero) son candidatos para un componente de materia oscura. Se consideran parte integral de los agujeros negros. Algunos científicos se preguntan: ¿es realmente real la materia negra? Creen que la solución a este problema radica en el área de una consideración y comprensión diferentes de la teoría de la gravedad.
PASIÓN TERRESTRE DEL ESPACIO
Hasta los años 90 del siglo pasado, solo conocíamos los planetas de nuestro sistema solar... Pero ha pasado muy poco tiempo y los astrónomos ya han identificado más de 190 planetas fuera del sistema solar. Los planetas varían mucho en tamaño y datos físicos, desde bolas de gas gigantes hasta las más pequeñas, cuya órbita ni siquiera se puede calcular. Pero la búsqueda de una Tierra nueva (o segunda) aún no ha dado resultados positivos. Sin embargo, los astrónomos confían en que la última tecnología permitirá a los científicos descubrir mundos similares a nuestra vida terrestre.
Las ondas de gravedad son como pliegues en una tela tejida. Así es como se presentan a los especialistas según la teoría de la relatividad de Albert Einstein. Las ondas de gravedad viajan a la velocidad de la luz, pero son muy débiles. Los expertos esperan calcularlos ya en el momento de su formación durante cualquier evento espacial serio. Por ejemplo, en el momento de su absorción por uno de los agujeros negros del Universo.
Ya se han creado instalaciones que pueden capturar tal evento.
Por cierto, tales fenómenos (absorción de otros planetas por un agujero negro) se denominan hoy con una hermosa frase: canibalismo galáctico.
Como en la Tierra, existe una lucha por la supervivencia en el espacio. Una galaxia devora a otra, sin dejar de evolucionar y evolucionar con el tiempo. El vecino más cercano de la Vía Láctea, Andrómeda, se encuentra actualmente "cenando" con sus satélites. Más de una docena de cúmulos de estrellas se encuentran dispersos por la nebulosa de Andrómeda y son solo los restos de sus procesos de alimentación anteriores.
Los científicos han intentado calcular la colisión galáctica de Andrómeda con nuestra galaxia, que los astrónomos esperan en los próximos 3 mil millones de años. ¡La imagen resultó impresionante!
El misterio también cubre el neutrino poco conocido, una partícula elemental estable sin carga con masa cero, que puede viajar libremente a cualquier distancia. Algunos de ellos pasaron por tu cuerpo mientras leías este artículo, por cierto. Estas partículas se originaron en las salas de calderas globales de estrellas sanas en llamas o en explosiones galácticas de supernovas, estrellas moribundas. Los detectores de neutrinos ahora se están instalando en las profundidades de los océanos del mundo, según el nuevo proyecto IceCube. Algunos de estos detectores están conectados al fondo de enormes icebergs. Y pronto conoceremos los resultados de estos trabajos.
Y estos son solo algunos de los misterios del espacio que el hombre tendrá que descubrir en el futuro.
EL UNIVERSO Y NOSOTROS
¿Qué hay en las profundidades del universo?
¿Cómo surgió el mundo? ¿Qué leyes sigue el Universo? ¿Qué edad tiene y cuánto durará su existencia futura? Durante más de un siglo, la humanidad se ha ocupado de estas cuestiones. Hoy la ciencia ha llegado a tal altura que parece que está a punto de darles respuestas. ¿Es tan? Pedimos aclarar la situación, Doctor en Ciencias Físicas y Matemáticas, Catedrático de Investigación Científica Nuclear de la Universidad "MEPhI" S.G. RUBÍ.
–Sergey Georgievich, como sabes, la teoría del Big Bang es considerada la teoría más extendida del Universo. Explique, por favor, cuál es su esencia. Muchos, aunque saben que existe, tienen una mala idea de lo que es.
“Sabes, la ciencia moderna, aunque finalmente no ha decidido la cuestión del origen del Universo, ha avanzado tanto que la imaginación humana ya no es suficiente para presentar la esencia de algunos descubrimientos científicos. Lo mismo ocurre con la teoría del Big Bang. Dado que nuestro cerebro se ha estado formando durante millones de años bajo ciertas condiciones (bajas velocidades, gravedad débil, dimensiones macroscópicas), es muy difícil para nosotros aceptar que el espacio y el tiempo surgieron originalmente en una región microscópica, que el Universo se expande constantemente, y así. Los científicos tampoco pueden visualizar esto, pero aparte de su imaginación, tienen otra herramienta de la que carecen las personas que no están relacionadas con la ciencia: ecuaciones bien probadas. Son ellos quienes prueban que antes del Big Bang, había un cierto campo que tenía una serie de propiedades físicas, incluida la densidad de energía. Según la teoría cuántica, las fluctuaciones de este campo surgen constantemente tanto en el pasado como en el presente. Entonces, hace treinta o cuarenta años resultó que con algunos tipos de fluctuaciones de campo, ocurre la expansión del espacio, y en el primer momento el proceso de expansión tuvo una velocidad tremenda. En ciencia, esto se llama inflación. En consecuencia, la densidad de energía del campo, dentro del cual se produjo la inflación, comenzó a disminuir rápidamente, dando lugar a partículas energéticas (fue a partir de ellas que más tarde se formaron todos los cuerpos celestes). Esto significó un aumento de temperatura en el Universo, ya que se sabe que la temperatura del sistema es proporcional a la energía característica de sus partículas. Este proceso, que para nosotros, los observadores modernos, parece ser un solo instante, se llama Big Bang. Y a partir de ese momento, el espacio continuó expandiéndose, desacelerándose, la temperatura disminuyó gradualmente y después de aproximadamente 13.6-13.7 mil millones de años apareció un hombre en la Tierra.
- Pero, ¿cómo surgió este campo inicial y en qué condiciones existió, si entonces no había ni espacio ni tiempo - en nuestro entendimiento?
- La ciencia no tiene respuesta a esta pregunta. Quizás el campo siempre ha existido, quizás alguna vez surgió por razones desconocidas para nosotros ... Lo único que sabemos con certeza es que existió antes de la aparición del Universo y aún existe, continuando fluctuando constantemente. Además, no hay respuesta a la pregunta de las condiciones en las que existió: no conocemos las ecuaciones que pueden describirlas, lo que significa que solo podemos adivinar. Y todo lo que puede existir solo a nivel de conjeturas, la ciencia no lo tiene en cuenta.
- Y además de los cálculos matemáticos, ¿hay algún argumento que apoye la teoría del Big Bang?
-¡Pues claro! Cualquier físico que se respete a sí mismo comprueba sus ecuaciones en la práctica todo el tiempo. Por ejemplo, en la década de 1960, se descubrió CMB, que demostró que el Universo solía ser muy caliente y luego comenzó a enfriarse debido a la expansión. Aquí hay otra prueba: no se han encontrado estrellas de más de trece mil millones de años. Además, si el Universo existiera para siempre, las estrellas no podrían formarse, al menos en la forma en que existen ahora. Porque cualquier estrella está compuesta principalmente de hidrógeno, que gradualmente se convierte en helio. Es decir, no quedaría hidrógeno durante mucho tiempo. Y finalmente, la teoría se confirma mediante cálculos en potentes ordenadores, en cuyo código se recrean las condiciones del Big Bang y, basándose en estos datos, modelan la misma distribución de galaxias que existe en la realidad.
-¿Pero hay teorías alternativas? Por ejemplo, la teoría de un universo pulsante ...
- Sí, existe tal teoría y está siendo desarrollada por científicos serios. Según ella, nuestro Universo existe para siempre, ya sea expandiéndose en el espacio al máximo, luego contrayéndose y destruyendo todo lo que existe en él. Pero nunca me he ocupado de esta teoría y, para ser honesto, creo que no es muy prometedora. En cuanto a otras teorías alternativas, la probabilidad de que sean correctas es pequeña.
“Es interesante que no solo los científicos seculares confíen en la teoría del Big Bang. Las iglesias católica y ortodoxa tienen una actitud positiva hacia él; en su opinión, no refuta la posibilidad de la creación del mundo por Dios.
- Tengo un gran respeto por todas las religiones y creyentes. Pero para mí, como físico, no existe el concepto de fe, solo existe el concepto de probabilidad. Y si queremos determinar el grado de probabilidad de la existencia de Dios, es necesario determinar el tema de la conversación, para responder a la pregunta: ¿qué propiedades posee la esencia que llamamos Dios? ¿Puede violar las leyes de la naturaleza? ¿Continúa velando por nosotros pecadores y castiga nuestras transgresiones? Si es así, ¿por qué, cómo? Por supuesto, la probabilidad de que la causa raíz del origen de nuestro Universo sea Dios permanece, pero, en mi opinión, es extremadamente pequeña. Y cuantas más propiedades, como las que acabo de nombrar, le demos, menos posibilidades (¡en mi opinión!) De que Dios exista, es decir, la probabilidad se reduce a casi cero. Pero, como sabes, la fe es un fenómeno autosuficiente, no necesita fundamento científico, por lo que creer o no en Dios es asunto personal de todos.
- Por supuesto, tiene razón, todos deciden la cuestión de la fe por sí mismos. Pero si aceptamos el punto de vista ateo, ¿resulta que la aparición del universo es pura casualidad?
- Muy bien.
- Pero entonces, ¿por qué todo en ella está tan ordenado, armonioso? Después de todo, el azar se asocia más con el caos.
- Gran pregunta. Muchos científicos reflexionan sobre ello. De hecho, tal accidente parece increíble al principio. Sin embargo, todos hemos visto una flor solitaria emerger de una pequeña grieta en una zona de asfalto. La pregunta es, ¿cómo logró la semilla de la que creció caer en esta grieta en particular? Pero la pregunta se quita tan pronto como nos damos cuenta de que era una de las mil semillas, la mayoría de las cuales murieron en el asfalto.
Y tengo grandes dudas sobre la armonía de la naturaleza. Casi todas las personas están enfermas con algo. El mundo animal es cruel, hay una lucha por la supervivencia todo el tiempo. Ideal condiciones naturales para la existencia rara vez se realizan, etc.
- ¿Quieres decir que nuestro Universo se formó como resultado de una de las miles de reacciones aleatorias, la mayoría de las cuales no condujeron a nada?
-¡Exactamente! No miles, ¡muchos miles de millones! Nuestro Universo es solo uno de un número infinito de Universos con propiedades muy diferentes. Todos ellos surgen como resultado de diversas fluctuaciones. En la inmensa mayoría de Universos, nada puede surgir, están vacíos. Pero nuestro campo se estructuró de tal manera que surgieron las condiciones para el origen de la vida.
- En este sentido, me gustaría hacer otra pregunta: ¿cree en los extraterrestres?
- Repito, la palabra "fe" no es del léxico de los científicos. Hay alrededor de 100 mil millones de estrellas solo en nuestra galaxia. Los planetas giran alrededor de la mayoría. Obviamente, muchos de ellos tienen condiciones similares a las de la Tierra. Pero las mismas condiciones conducen a los mismos resultados: la mente debe nacer en ellas. Así que estoy seguro con una alta probabilidad de que nuestro planeta está lejos de ser el único en el que surgió la vida, y en nuestro Universo, además de la Tierra, hay muchas otras civilizaciones.
- ¿Por qué, entonces, todavía no hay una confirmación real de esto?
“Esto es lo que preocupa mucho a los científicos modernos. Después de todo, muchas de estas civilizaciones son mucho más antiguas que nosotros, tal vez ya hayan muerto. O tal vez saben de nosotros, pero simplemente no están interesados \u200b\u200ben nosotros. Después de todo, imagínense cuánto más avanzados son que nosotros, si su civilización es varios miles de millones de años más antigua que la nuestra. Incluso es posible que estas civilizaciones realicen para nosotros las mismas funciones de Dios de las que hablamos.
- ¿Es decir, vida en la Tierra, posiblemente de origen extraterrestre?
- Muy posible. Pero esto todavía no resuelve el problema de la existencia de Dios, porque esas civilizaciones también surgieron de alguna manera.
- Espero que nos encontremos con los hermanos alienígenas antes de que llegue el fin de la civilización terrenal ... Por cierto, ya que el fin del mundo no sucedió el 21 de diciembre, como nos predijeron, ¿sucederá en absoluto?
“Bueno, si hablamos del fin del mundo como de la muerte del Universo, esto sucederá muy pronto, en muchos miles de millones de años. Y lo más probable es que la razón de esto sea una expansión excesiva y, como resultado, un enfriamiento, en el que ni el movimiento de los cuerpos celestes ni mucho menos ningún tipo de vida se volverá imposible.
“Recientemente leí que este proceso se explica por la acción de algún tipo de energía oscura, a la que se opone la materia oscura. ¿Podría explicar qué son estos fenómenos?
–La materia oscura fue descubierta hace varias décadas como resultado de observar el movimiento de las estrellas en la galaxia. Se descubrió que las estrellas se mueven como si hubiera algo además de ellas mismas que crea una atracción gravitacional adicional. Y esto mismo se llamaba "materia oscura", porque nadie sabía qué era. Ahora se asume que la materia oscura es una especie de partículas que tienen dos propiedades especiales: son muy masivas y prácticamente no interactúan con el entorno, lo que las hace invisibles.
Sin embargo, son ubicuos, por lo que los científicos no pierden la esperanza de encontrarlos de todos modos. Quien lo encuentre primero es el premio Nobel.
-¿Y la energía oscura?
- Es más difícil con ella. La energía oscura se descubrió en 1998 y resultó que representa alrededor del 70 por ciento de toda la densidad de energía existente. En resumen, la energía oscura es creada por un campo que se distribuye de manera muy uniforme por todo el espacio del Universo, lo cual es muy extraño en sí mismo. Pero es aún más extraño que en este campo no haya oscilaciones, solo energía pura, que se encuentra en estado estacionario. Por qué: hay muchas versiones, pero nadie conoce la respuesta exacta todavía.
- ¿Pero la energía oscura afecta de alguna manera al Universo?
“En términos simples, hace que las galaxias distantes se dispersen más y más, y con una ligera aceleración. Si no hubiera energía oscura, en algún momento la expansión del Universo se ralentizaría al mínimo. Y así el espacio se expande con una aceleración cada vez mayor, los cúmulos de galaxias se dispersan más y más, la temperatura en el Universo disminuye. Eventualmente, los cuerpos celestes se enfriarán. Sin embargo, como dije, todavía quedan miles de millones de años antes de eso.
–¡Es alentador! Pero ese es el Universo, pero ¿qué pasa con nuestra bola terrestre? ¿Cuánto le queda?
- Sí, tanto como nuestra estrella, el Sol, brillará. Después de todo, no hay tantos peligros del espacio. Los estudios del Sol indican que durante otros 5 mil millones de años probablemente funcionará del mismo modo que ahora. No se apagará y no empezará a calentarnos demasiado. Un gran meteorito, por supuesto, puede destruir la vida en la Tierra, pero los científicos controlan el movimiento de los grandes cuerpos celestes y, en caso de peligro, podemos prevenirlo en un futuro próximo. Entonces, el principal peligro proviene de nosotros mismos. Y el día del fin del mundo depende principalmente de cuán cuidadosamente tratamos al mundo en el que nos encontramos por un feliz accidente ...
“Agregaré de mí mismo: un accidente que, a pesar de todo, es tan parecido a un milagro ...
Entrevistado por Marianna MARGOVSKAYA
hombres "," Padre "," Hijo ". Titula tu declaración. Subraya el sacramento en tu declaración.
Vi a un hombre salir a la carretera desde detrás de los patios lejanos de la granja. Llevaba de la mano a un niño pequeño, a juzgar por su altura, no más de cinco o seis años. Caminaron cansados \u200b\u200ben dirección al ferry, pero, habiendo alcanzado al coche, se volvieron hacia mí. Un hombre alto y encorvado, acercándose, dijo en silencio: -¡Salud, hermano!
- ¡El problema es con este pasajero!
Pero mi padre se veía diferente: la chaqueta acolchada, que se había quemado en varios lugares, estaba descuidada y zurcida, el parche de los pantalones protectores gastados no estaba cosido correctamente, sino que estaba cebado con puntadas anchas y masculinas. Llevaba botas de soldado casi nuevas, pero sus gruesos calcetines de lana estaban apolillados.
Subraye los sacramentos en su presentación.
Vi a un hombre salir a la carretera desde detrás de los patios lejanos de la granja. Llevaba de la mano a un niño pequeño, a juzgar por su altura, no más de cinco o seis años. Caminaron cansados \u200b\u200ben dirección al ferry, pero, habiendo alcanzado al coche, se volvieron hacia mí. Un hombre alto y encorvado, acercándose, dijo en un vasto silencio:
¡Gran Hermano!
Hola.- Estreché la mano grande e insensible que me tendían. El hombre se inclinó hacia el niño y dijo:
Saluda al tío, hijo. Verá, es el mismo chófer que su papá.
Mirándome directamente a los ojos con ojos tan brillantes como el cielo, sonriendo un poco, el chico me tendió audazmente una fría mano rosada. La sacudí ligeramente, le pregunté:
¿Qué te pasa, viejo, tu mano está tan fría? ¿Hace calor afuera y te congelas?
Con una conmovedora credulidad infantil, el niño se apretó contra mis rodillas, arqueó sus cejas blanquecinas con sorpresa.
¿Qué clase de anciano soy, tío? Soy un niño en absoluto, y no me congelo en absoluto, y me giré las manos frías, bolas de nieve porque.
Quitándose la bolsa de lona delgada de su espalda y sentándose cansado a mi lado, mi padre dijo:
¡El problema está con este pasajero!
Sacó del bolsillo de sus pantalones protectores de verano una bolsa de seda deshilachada enrollada en un tubo, la desdobló y pude leer la inscripción bordada en la esquina: "A un querido soldado de un estudiante de sexto grado de la escuela secundaria de Lebedyanskaya. "
Encendimos el autoasedio más fuerte y guardamos silencio durante mucho tiempo. Se puso de rodillas grande manos oscuras, encorvado. Lo miré de lado y me sentí incómodo ...
¿Habéis visto alguna vez ojos, como salpicados de cenizas, llenos de un anhelo mortal tan ineludible que es difícil mirar en ellos? Estos eran los ojos de mi interlocutor casual.
Al examinar sigilosamente al padre y al hijo, me sorprendió notar una cosa, extraña, en mi opinión, circunstancia. El niño vestía de manera sencilla, pero sólida, y la forma en que llevaba una chaqueta de piel larga acolchada con un tsighey ligero y raído, y el hecho de que se cosieran botas diminutas con la expectativa de ponerlas en un calcetín de lana, y un muy hábil costura en la manga de la chaqueta una vez rasgada: todo traicionaba el cuidado femenino, hábiles manos maternas.
Pero mi padre se veía diferente: la chaqueta acolchada, que se había quemado en varios lugares, estaba descuidada y zurcida, el parche de los pantalones protectores gastados no estaba cosido correctamente, sino que estaba cebado con puntadas masculinas anchas. Llevaba botas de soldado casi nuevas, pero sus gruesos calcetines de lana estaban apolillados.
En las profundidades del universo
Universo
En las noches sin luna, la franja de niebla de la Vía Láctea es claramente visible en el cielo. Pero este no es un cúmulo de masas nebulosas, sino muchas estrellas: nuestro sistema estelar, la Galaxia. En la Galaxia, según estimaciones modernas, hay alrededor de 200 mil millones de estrellas. Para cruzarlo de punta a punta, un rayo de luz a una velocidad de 300 mil kilómetros por segundo debe tardar unos 100 mil años1.
Sin embargo, a pesar de un tamaño tan grandioso, nuestra Galaxia es solo una de las muchas islas estelares similares en el Universo. Ella tiene satélites. Las más grandes de ellas son las Nubes de Magallanes Grandes y Pequeñas. Junto con nuestra galaxia, giran alrededor de un centro de masa común. Nuestra galaxia, las nubes de Magallanes y varios otros sistemas estelares, incluida la famosa nebulosa de Andrómeda, forman el llamado Grupo Local de Galaxias.
Los telescopios y radiotelescopios modernos, así como otros medios de investigación astronómica, tienen acceso a un área enorme del espacio. Su radio es de 10-12 mil millones de años luz. Hay miles de millones de galaxias en esta región. Esta es la Metagalaxia.
^ En la metagalaxia en expansión
Una de las teorías astronómicas más impresionantes que ha surgido en el siglo actual, sin duda, puede considerarse la teoría del "Universo en expansión" o, más precisamente, la Metagalaxia en expansión.
La idea principal de esta teoría es que la Metagalaxia surgió hace unos 15-20 mil millones2 años como resultado de una grandiosa explosión cósmica de un bulto compacto de materia superdensa.
^ Algunas palabras sobre cómo nació esta teoría
Uno de los mas métodos efectivos estudiar el universo es la construcción de varios modelos teóricos, es decir, esquemas teóricos simplificados del universo. Durante mucho tiempo, los llamados modelos isotrópicos homogéneos se han estudiado en cosmología. Qué significa eso?
Imaginemos que hemos dividido el universo en muchas regiones "elementales" y que cada una de ellas contiene una gran cantidad de galaxias. Entonces, la homogeneidad y la isotropía significan que las propiedades y el comportamiento del universo en cada época son los mismos en todas las áreas suficientemente grandes y en todas las direcciones.
El primer modelo de un Universo isotrópico homogéneo fue propuesto por A. Einstein. Ella describió el llamado Universo estacionario, es decir, un Universo que no cambia con el tiempo en en términos generales, pero en el que no hay movimientos en absoluto de una escala suficientemente grande.
Sin embargo, en 1922, el talentoso científico de Leningrado A.A. Fridman demostró que las ecuaciones de Einstein también admiten una variedad de modelos isótropos homogéneos no estacionarios, a saber, que se expanden y contraen. Más tarde resultó que, y el modelo de Einstein estático inevitablemente se convierte en uno no estacionario. Pero esto significaba que un Universo isotrópico homogéneo debe expandirse o contraerse.
Incluso antes de eso, el astrónomo estadounidense Slipher descubrió el corrimiento al rojo de las líneas espectrales en los espectros de las galaxias. Un fenómeno similar, conocido en física como efecto Doppler, se produce cuando aumenta la distancia entre la fuente de luz y el receptor.
^ Universo en rayos gamma
Como es sabido, durante mucho tiempo la astronomía fue una ciencia puramente "óptica" 1. El hombre estudió en el cielo lo que vio, primero a simple vista y luego con la ayuda de telescopios. Con el desarrollo de la ingeniería de radio, nació la radioastronomía, que amplió significativamente nuestro conocimiento del Universo. Finalmente, en últimos años Como resultado de la aparición de medios de investigación espacial, fue posible estudiar otros mensajeros electromagnéticos del Universo: radiación infrarroja, ultravioleta, rayos X y gamma. La astronomía se ha convertido en una ciencia de ondas.
Uno de los nuevos métodos para estudiar los objetos espaciales es la astronomía de rayos X. A pesar de que este método es relativamente joven, hoy en día es imposible imaginar el Universo sin los datos obtenidos gracias a las observaciones en el rango de rayos X.
Quizás una fuente aún más prometedora de información espacial son los rayos gamma. El hecho es que la energía de los cuantos gamma puede ser cientos de miles y millones de veces mayor que la energía de los fotones de la luz visible. Para tales gamma quanta, el Universo es virtualmente transparente. Se extienden casi en línea recta, nos llegan desde objetos muy distantes y pueden proporcionar información extremadamente valiosa sobre muchos procesos físicos que ocurren en el espacio.
La información especialmente importante gamma quanta puede provocar estados extremos y extraordinarios de la materia en el Universo, y son estos estados los que son de interés para los astrofísicos modernos en primer lugar. Entonces, por ejemplo, la radiación gamma ocurre durante la interacción de la materia y la antimateria, así como también donde nacen los rayos cósmicos, corrientes de partículas de alta energía.
La principal dificultad de las observaciones del Universo con rayos gamma es que, aunque la energía de los cuantos gamma cósmicos es muy alta, el número de estos cuantos en el espacio cercano a la Tierra es insignificante. Los telescopios de rayos gamma modernos, incluso de las fuentes de rayos gamma más brillantes, registran aproximadamente un cuanto en unos pocos minutos.
También surgen dificultades significativas debido al hecho de que la radiación cósmica primaria debe estudiarse en el contexto de numerosas interferencias. Bajo la influencia de partículas cargadas de rayos cósmicos que llegan a la Tierra, protones y electrones, tanto la atmósfera terrestre como la estructura de la nave espacial, a bordo de la cual está instalado el equipo de grabación, comienzan a "brillar" intensamente en el rango gamma.
¿Cómo se ve el universo en rayos gamma? Imagina por un momento que tus ojos no son sensibles a luz visibley a gamma quanta. ¿Qué imagen apareció ante nosotros? Mirando al cielo, no veríamos ni el Sol ni las constelaciones habituales, y la Vía Láctea se vería como una estrecha franja luminosa. Por cierto, tal distribución de radiación gamma galáctica confirmó la suposición hecha en un momento por el famoso físico soviético Académico V.L. Ginzburg de que los rayos cósmicos son principalmente de origen galáctico en lugar de extragaláctico.
Actualmente, utilizando telescopios de rayos gamma instalados en naves espaciales, se han registrado varias docenas de fuentes de radiación gamma cósmica. Todavía es imposible decir con certeza qué son, si son estrellas u otros objetos compactos o, quizás, formaciones extendidas. Hay razones para creer que la radiación gamma se produce durante fenómenos explosivos no estacionarios. Tales fenómenos incluyen, por ejemplo, explosiones de supernovas. Sin embargo, al examinar 88 restos de supernovas conocidas, solo se encontraron dos fuentes de radiación gamma.
^ El destino de una hipótesis
El planeta Marte tiene dos pequeñas lunas: Fobos y Deimos. Deimos orbita a unos 23 mil km del planeta, y Fobos se mueve a una distancia de solo unos 9 mil km de Marte. Recordemos que la Luna está a 385 mil km de nosotros, es decir. está más de 40 veces más lejos de la Tierra que Fobos de Marte.
Toda la historia del estudio de Fobos y Deimos está llena de eventos asombrosos y misterios fascinantes. Juzgue usted mismo: el primer recordatorio de que Marte tiene dos pequeños satélites no apareció en trabajos científicos, sino en las páginas del famoso "Los viajes de Gulliver", escrito por Jonathan Swift a principios del siglo XVIII.
En el curso de los acontecimientos, Gulliver se encuentra en la isla flotante de Laputa. Y los astrónomos locales le dicen que lograron descubrir dos pequeños satélites orbitando Marte.
De hecho, las lunas marcianas fueron descubiertas por A. Hall solo un siglo y medio después de la publicación de la novela, durante la gran oposición de Marte en 1877. Y fueron descubiertas en condiciones atmosféricas extremadamente favorables después de persistentes muchos días de observaciones. al límite de las capacidades del instrumento y del ojo humano.
Ahora solo se puede adivinar qué llevó a Swift a predecir la existencia de dos lunas de Marte. De todos modos, no observaciones telescópicas. Lo más probable es que Swift asumiera que el número de satélites en los planetas debería aumentar con la distancia al Sol. En ese momento se sabía que Venus no tiene satélites, un satélite gira alrededor de la Tierra - la Luna, y alrededor de Júpiter - cuatro, fueron descubiertos por Galileo en 1610. Resultó ser una progresión geométrica "obvia", en que a un espacio vacío correspondiente a Marte, parecía que un deuce se preguntaba por sí mismo.
Sin embargo, Swift predijo no solo la existencia de Fobos y Deimos, sino también el hecho de que el radio de la órbita del satélite más cercano de Marte es tres veces el diámetro del planeta, y el exterior es cinco. Tres secciones transversales son aproximadamente 20 mil km. La órbita de Deimos se encuentra aproximadamente a esta distancia. Es cierto que no es un satélite interno, como argumentó Swift, sino uno externo, pero aún así la coincidencia es impresionante. Por supuesto, exactamente el partido
Una vez más, se llamó la atención sobre las lunas marcianas en la segunda mitad de este siglo. Al comparar los resultados de las observaciones realizadas en diferentes años, los astrónomos llegaron a la conclusión de que el satélite más cercano de Marte, Fobos, está experimentando una desaceleración, por lo que se acerca gradualmente a la superficie del planeta. El fenómeno parecía misterioso. En cualquier caso, la desaceleración observada no pudo explicarse por ningún efecto de la mecánica celeste.
^ Agujeros negros en el universo
En los últimos años, la hipótesis de los llamados agujeros negros se ha vuelto muy popular en astrofísica.
El siglo XX trajo consigo una serie de sorprendentes descubrimientos en física y astronomía. Se está produciendo una especie de reacción en cadena: se descubren fenómenos extravagantes, y su estudio y comprensión posteriores conducen al descubrimiento de fenómenos aún más sorprendentes. Este es el camino natural del desarrollo de las ciencias naturales.
Uno de los objetos espaciales más extravagantes, aunque todavía "teóricos", que en los últimos años ha atraído la atención especial de físicos y astrofísicos, son los agujeros negros. Un nombre lo vale: ¡agujeros en el universo e incluso negro!
Según la teoría de la relatividad general de Einstein, las fuerzas de la gravedad están directamente relacionadas con las propiedades del espacio. Cualquier cuerpo no solo existe en el espacio por sí mismo, sino que determina su geometría. Una vez, un periodista emprendedor le pidió a Einstein que enunciara la esencia de su teoría en una frase para que fuera comprensible para el público en general. “Antes se creía”, respondió Einstein, “que si toda la materia desaparecía del Universo, entonces se preservaría el espacio y el tiempo; la teoría de la relatividad afirma que el espacio y el tiempo desaparecerían junto con la materia ".
Cualquier masa distorsiona el espacio circundante. En la vida cotidiana, prácticamente no sentimos esta curvatura, ya que normalmente tenemos que lidiar con masas relativamente pequeñas. Sin embargo, en campos gravitacionales muy fuertes, este efecto puede volverse significativo.
En los últimos años, se han descubierto en el Universo una serie de fenómenos que indican la posibilidad de concentrar grandes masas en regiones relativamente pequeñas del espacio.
Si cierta masa de una sustancia resulta estar en un pequeño volumen crítico para una masa dada, entonces, bajo la acción de su propia gravedad, esta sustancia comienza a contraerse. Hay una especie de catástrofe gravitacional: el colapso gravitacional.
1 Estos datos fueron recibidos
2 Esta es la idea principal
1 No todo el mundo sabe esto
Emil Ivanov es un cantante de ópera y un astrónomo aficionado en uno. Desde muy joven se interesó por el canto y la astronomía. Emil construyó su primer telescopio a la edad de 9 años: se utilizaron anteojos y una lente de binoculares de teatro. Y consiguió sus primeras fotografías del cielo estrellado con una cámara de 35 mm "Smena"
Después de graduarse de la escuela secundaria, Emil Ivanov comenzó a estudiar astronomía en la Universidad Estatal de Sofía, pero dos años después se transfirió a la Academia de Música, de la que se graduó cinco años después. Y luego comenzó su carrera como cantante de ópera, durante la cual actuó en los lugares más prestigiosos del mundo. Hasta hace muy poco, el empleo profesional no le permitía dedicarse a su pasatiempo favorito, pero desde 2009, cuando Emil se convirtió en propietario de un astrógrafo de 12 pulgadas, tuvo la oportunidad de dedicarse a la astrofotografía.
Como resultado, durante más de 3 años, Emil ha acumulado una impresionante colección de imágenes astronómicas con imágenes de planetas y el sol, cometas, la luna y una amplia variedad de objetos del espacio profundo.
(20 fotos en total)
1. En primavera, el cielo del hemisferio norte es pobre en estrellas, ya que apartamos la vista del disco de la Galaxia, donde se concentran la mayoría de las estrellas de la Vía Láctea, nebulosas y cúmulos estelares. Pero las profundidades del espacio se abren ante nosotros: cúmulos de galaxias en las constelaciones del Cabello de Verónica y Virgo. Uno de los muchos sistemas estelares que se pueden ver en el cielo en primavera es la magnífica espiral M94, una galaxia en la constelación de los perros caninos, ubicada a 16 millones de años luz de distancia. Junto con unas 20 galaxias más, M94 pertenece al grupo de galaxias que forma parte del supercúmulo de Virgo. Parte de este supercúmulo es nuestra galaxia, la Vía Láctea.
2. La nebulosa IC 405 tiene varios números más en diferentes catálogos (Sh 2-229, Caldwell 31), pero los amantes de la astronomía la conocen como la Nebulosa de la Estrella Flamígera. Esta gran acumulación de gas y polvo se encuentra en la constelación de Auriga y rodea a la estrella muy caliente AE Auriga (centro). La poderosa radiación de la estrella ioniza el gas de la nebulosa, lo que hace que brille en rojo, y también se refleja en las partículas de polvo extremadamente finas cercanas. Como resultado, vemos estrellas cercanas y tonos azules. Según los estándares galácticos de AE \u200b\u200bAurigae, ella es una bebé real: su edad es de solo 2-3 millones de años. Sin embargo, durante este tiempo, la estrella ha recorrido un largo camino a través del cielo: los estudios muestran que AE Aurigae nació en la Nebulosa de Orión. Lo que le dio a la estrella una velocidad tan grande que dejó su cuna para siempre no se sabe exactamente hoy.
3. Cúmulo globular M3 en la constelación Hounds of the Dogs. Este cúmulo globular bastante brillante se ve mejor en el cielo en primavera. Se encuentra a medio camino entre el brillante Arcturus y los perros α Hounds of the Dogs. Como la gran mayoría de los cúmulos globulares de la Galaxia, M3 es un cúmulo antiguo, probablemente de más de 11 mil millones de años. Imágenes muy claras como esta muestran muchas gigantes rojas, estrellas en las últimas etapas de la evolución.
4. No es ningún secreto que el plano de nuestra Galaxia está muy "polvoriento". El polvo interestelar y las nubes moleculares absorben la luz de estrellas distantes, ocultando el centro de la Vía Láctea y muchos otros objetos interesantes para nosotros. A simple vista, las nubes frías aparecen en el mejor de los casos como inmersiones oscuras contra el pálido resplandor de la Vía Láctea, pero en fotos como esta se puede ver su estructura en detalle. En el centro de la imagen está la estrella brillante β Cephei. En la esquina inferior derecha está la famosa Nebulosa de Reflexión Iris (NGC 7023), un poco a la izquierda está la Nebulosa Fantasma. Y en el borde izquierdo de la imagen está la Nebulosa Barnard 175 alargada.
5. Hermosa galaxia espiral M88 de la constelación de Coma Veronica. Este sistema estelar se encuentra a 47 millones de años luz de la Tierra. En el núcleo de M88 se están produciendo procesos activos, probablemente asociados con la interacción de la sustancia de la galaxia y el agujero negro supermasivo. Los astrónomos han descubierto que la masa del agujero negro central es aproximadamente 80 millones de veces la masa del Sol.
6. M21, un cúmulo abierto en la constelación de Sagitario. Este cúmulo se encuentra bastante lejos de nosotros, a una distancia de más de 4 mil años luz, por lo que no es visible a simple vista. Sin embargo, incluso los binoculares pequeños lo resuelven fácilmente en las estrellas. El clúster M21 es muy joven, se estima en 4,6 millones de años.
7. Nebulosa de emisión NGC 2174. Esta nebulosa vasta y bastante brillante se encuentra en la constelación de Orión, donde se representaba el garrote del cazador en mapas antiguos. El borde izquierdo de la nebulosa es complejo; el resplandor del hidrógeno se intercala con rayas oscuras de polvo. En las imágenes del telescopio Hubble se ven glóbulos y columnas de polvo en este lugar, similar a los famosos Pilares de la Creación en la nebulosa M16.
8. Imagen detallada de una sección de la constelación Cephei con nebulosas oscuras LBN 468, LDN 1148, LDN 1155, LDN 1158, HH 215. Las primeras cuatro nebulosas se incluyeron en los catálogos de nebulosas brillantes y oscuras Lynds (Lynds Bright Nebula, Lynds Dark Nebula), este último, similar al renacuajo, el objeto de la parte inferior derecha es el objeto Herbig-Haro 215
9. Grupo de galaxias en el Dragón. El hermoso trío de galaxias consta de dos galaxias espirales (NGC 5981 y NGC 5985 - izquierda y derecha) y la elíptica NGC 5982 (centro). De hecho, están conectados físicamente entre sí y se encuentran aproximadamente a la misma distancia de nosotros, unos 100 millones de años luz. Debido a la distancia muy considerable, el brillo integral de cada una de estas galaxias no supera la undécima estrella. magnitudes. Sin embargo, en esta notable imagen aparecieron galaxias mucho más distantes.
10. Entre la dispersión de estrellas en la constelación de Arrows hay una pequeña nebulosa de emisión Sh2-82 (objeto número 82 del catálogo de Sharpless). La nebulosa está rodeada por una nebulosa de reflexión azulada; ambos están detrás de una poderosa acumulación de polvo
11. M19 es un cúmulo globular distante en la constelación de Ophiuchus. El cúmulo tiene casi 12 mil millones de años y está formado por más de un millón de estrellas, muchas de las cuales ya han abandonado la secuencia principal y están pasando por la etapa de gigante roja. Es claramente visible que la forma de M19 es alargada, pero en las imágenes infrarrojas el cúmulo parece ser una bola casi perfecta. Obviamente, aquí también había polvo interestelar, que oculta parte de M19 a nuestros ojos.
12. The Needle Galaxy (también conocido como NGC 4565) en la constelación de Coma Veronica. Esta magnífica galaxia espiral está ubicada en el borde de nosotros, por lo que no observamos brazos espirales, pero podemos ver muy claramente el engrosamiento central - el bulto - y la capa de polvo interestelar. Si pudiéramos mirar nuestro propio sistema estelar, la Vía Láctea, desde el exterior, probablemente se parecería mucho a la galaxia Águila. Además de NGC 4565, se incluyen dos galaxias más en la imagen: NGC 4562 (en la esquina superior izquierda) e IC 3571 (una pequeña mancha azulada directamente debajo de la galaxia Eagle).
13. Galaxias M81 y M82 en la constelación de la Osa Mayor. Este notable par de galaxias ha sido durante mucho tiempo un objeto favorito para muchos amantes de la astronomía: es perfectamente visible incluso con binoculares de 50 mm. M81 se conoce como Bode Galaxy y M82 se conoce como Cigar Galaxy o Exploding Galaxy. Al estudiar el espectro de la galaxia M82 (derecha), los astrónomos creyeron hace 3-4 décadas que tuvo lugar una explosión grandiosa en su centro, pero los estudios modernos que utilizan los telescopios más grandes ofrecen otra explicación. apariencia galaxias. Según él, en M82 están ocurriendo procesos de formación estelar violenta, y el viento estelar de miles de estrellas jóvenes calientes expulsa gas de la galaxia. El estallido de formación de estrellas probablemente se deba a la interacción gravitacional de M81 y M82. La imagen también incluye la galaxia irregular enana Holmberg IX, un satélite de la galaxia M81, que es visible justo encima de ella como una nube irregular.
14. Los astrónomos conocen desde hace mucho tiempo los huecos oscuros en el cielo, pero el primero en estudiarlos fue el astrónomo estadounidense Edward Barnard. En 1919, publicó un catálogo de nebulosas oscuras, que incluía 182 de esos objetos. Una de esas nebulosas, Barnard 174, aparece en esta imagen. El astrónomo lo describió como una nebulosa estrecha de forma irregular que se extiende de noreste a suroeste y un diámetro de 19 minutos de arco.
15. La Nebulosa Burbuja (NGC 7635) y el cúmulo abierto M52 en la constelación de Casiopea. A primera vista, esta extraña nebulosa esférica parece planetaria, pero en realidad no lo es. La burbuja es expulsada por la estrella caliente dentro de ella, centro derecha. Un poderoso viento estelar empuja literalmente la materia interestelar en diferentes direcciones. La burbuja ya tiene un tamaño de 10 años luz
16. En la constelación de la Osa Mayor. La imagen incluye dos objetos del catálogo Messier, que tienen, sin embargo, una naturaleza completamente diferente. En la parte superior izquierda está la Nebulosa del Búho Planetario (M97), en la esquina inferior derecha está la galaxia espiral M108. La Nebulosa del Búho es el caparazón en expansión de una estrella fallecida. El núcleo de la estrella, una enana blanca caliente en el centro de la nebulosa, calienta la envoltura con su radiación ultravioleta y hace que vuelva a emitir fotones en el espectro visible. Distancia a M97 - 2600 sv. años. Galaxy M108 está 17,5 mil veces más lejos, a una distancia de unos 45 millones de años luz. Su masa y dimensiones son comparables a la masa y dimensiones de la Vía Láctea.
17. Cúmulo abierto M7 (Cúmulo de Ptolomeo). Es uno de los cúmulos abiertos más brillantes de nuestro cielo. Se encuentra en la constelación de Escorpio, en lo más espeso de la Vía Láctea, a una distancia de unos 1000 años luz de nosotros. El cúmulo consta de 80 estrellas gigantes, cuya masa total es de más de 700 masas solares. A pesar de que el cúmulo es bastante joven (su edad es de 200 millones de años), sus estrellas más masivas ya han evolucionado significativamente.
18. La Nebulosa de California (NGC 1499) en la constelación de Perseo, capturada en varias bandas estrechas del espectro. Esta enorme nebulosa se extiende 2,5 ° en el cielo, que son casi 5 discos de la luna. A pesar de su impresionante tamaño, observar visualmente la nebulosa es increíblemente difícil debido a su brillo superficial extremadamente bajo. Sin embargo, en fotografías con una gran exposición, sus contornos aparecen con suficiente detalle, asemejándose al contorno exterior del estado de California. La distancia a la nebulosa es de unos 1000 sv. años
19. NGC 1333 es una nebulosa de reflexión en la constelación de Perseo. En esta imagen increíblemente nítida y profunda, la nebulosa parece ser un denso entrelazado de nubes de gas y polvo que casi no emiten luz. El resplandor reflejado es de color azulado, por cierto, por la misma razón que la atmósfera es azul y terrenal. La nebulosa NGC 1333 es parte de la nube molecular Perseus, que se encuentra a unos 1000 años luz de nosotros. Dentro de la nube hay muchas estrellas muy jóvenes que no tienen más de un millón de años, de hecho, la misma edad que la humanidad.
20. La Galaxia del Girasol (M63) es un hermoso sistema de estrellas en espiral en la constelación de los perros caninos. La galaxia fue descubierta en 1779 por el astrónomo francés Pierre Mechain y, a mediados del siglo XIX, Lord Ross estableció su estructura en espiral. M63 tiene unos 100.000 años luz de diámetro, aproximadamente el tamaño de la Vía Láctea. Su estructura es extremadamente curiosa: en la imagen vemos un núcleo pequeño y denso con muchos brazos espirales cortos y muy retorcidos. Pero además de esto, también vemos la continuación de las ramas espirales en forma de bucles débiles, que se extienden mucho más allá de los límites del disco M63. Es probable que estas estructuras, también compuestas por estrellas y gas, se formaran como resultado de la interacción gravitacional con galaxias vecinas.
