Test wiedzy o świecie na temat „Kosmos” (klasa 4). Rozmiar wszechświata Obiekty wszechświata w kolejności rosnącej

Dzięki ciągłemu rozwojowi technologii astronomowie odnajdują we Wszechświecie coraz bardziej różnorodne obiekty. Tytuł „największego obiektu we Wszechświecie” niemal co roku przechodzi z jednej struktury na drugą. Oto przykłady największych obiektów, jakie dotychczas odkryto.

1. Superpustka

W 2004 roku astronomowie odkryli największą pustkę (zwaną pustką) w znanym wszechświecie. Znajduje się 3 miliardy lat świetlnych od Ziemi, w południowej części konstelacji Erydana. Pomimo nazwy „pustka”, pustka o wielkości 1,8 miliarda lat świetlnych nie jest w rzeczywistości całkowicie pustym obszarem przestrzeni. Różni się od innych części Wszechświata tym, że gęstość materii jest w nim o 30 procent mniejsza (innymi słowy, w pustce jest mniej gwiazd i gromad).

Ponadto Superpustka Eridanus wyróżnia się tym, że w tym rejonie Wszechświata temperatura promieniowania mikrofalowego jest o 70 mikrokelwinów niższa niż w otaczającej ją przestrzeni (gdzie wynosi około 2,7 kelwina).

2. Plama kosmiczna

W 2006 roku zespół astronomów z Uniwersytetu w Tuluzie znalazł w przestrzeni kosmicznej tajemniczą zieloną plamę, która stała się wówczas największą strukturą we Wszechświecie. Ta plama, zwana Lyman Alpha Blob, to gigantyczna masa gazu, pyłu i galaktyk, która rozciąga się na 200 milionów lat świetlnych (to 7 razy więcej niż nasza galaktyka, Droga Mleczna). Światło z niej dociera do Ziemi po około 11,5 miliardach lat. Biorąc pod uwagę, że wiek Wszechświata najczęściej szacuje się na 13,7 miliarda lat, gigantyczna zielona plama uważana jest za jedną z najstarszych struktur we Wszechświecie.

3. Supergromada Shapleya

Naukowcy od dawna wiedzieli, że nasza galaktyka zbliża się do konstelacji Centaura z prędkością 2,2 miliona kilometrów na godzinę, ale przyczyna tego ruchu pozostawała tajemnicą. Około 30 lat temu pojawiła się teoria, że ​​Drogę Mleczną przyciąga „Wielki Atraktor” – obiekt, którego grawitacja jest wystarczająco silna, aby przyciągnąć naszą galaktykę z dużych odległości. W rezultacie odkryto, że nasza Droga Mleczna i cała Grupa Lokalna galaktyk są przyciągane przez tak zwaną Supergromadę Shapleya, składającą się z ponad 8 000 galaktyk o łącznej masie 10 000 razy większej od Drogi Mlecznej.

4. Wielki Mur CfA2

Podobnie jak wiele struktur na tej liście, Wielki Mur CfA2 został w momencie odkrycia uznany za największy znany obiekt we Wszechświecie. Obiekt znajduje się około 200 milionów lat świetlnych od Ziemi, a jego przybliżone wymiary to 500 milionów lat świetlnych długości, 300 milionów lat świetlnych szerokości i 15 milionów lat świetlnych grubości. Niemożliwe jest ustalenie dokładnych wymiarów, ponieważ chmury pyłu i gazu z Drogi Mlecznej przesłaniają nam część Wielkiego Muru.

5. Laniakea

Galaktyki są zwykle grupowane w gromady. Regiony, w których gromady są gęściej upakowane i połączone ze sobą siłami grawitacyjnymi, nazywane są supergromadami. Kiedyś uważano, że Droga Mleczna wraz z Lokalną Grupą Galaktyk jest częścią Supergromady w Pannie (o średnicy 110 milionów lat świetlnych), ale nowe badania wykazały, że nasz region to tylko ramię znacznie większej supergromady zwanej Laniakea , czyli ma średnicę 520 milionów lat świetlnych.

6. Wielki Mur Sloana

Wielki Mur Sloan został po raz pierwszy odkryty w 2003 roku. Gigantyczna grupa galaktyk, rozciągająca się na ponad 1,4 miliarda lat świetlnych, do 2013 roku utrzymywała tytuł największej struktury we Wszechświecie. Znajduje się około 1,2 miliarda lat świetlnych od Ziemi.

7. Ogromne LQG

Kwazary to jądra aktywnych galaktyk, w centrum których (jak zakładają współcześni naukowcy) znajduje się supermasywna czarna dziura, która wyrzuca część przechwyconej materii w postaci jasnego strumienia materii, co prowadzi do superpotężnego promieniowanie. Obecnie trzecią co do wielkości strukturą we Wszechświecie jest Huge-LQG – gromada 73 kwazarów (a więc i galaktyk), położona 8,73 miliarda lat świetlnych od Ziemi. Ogromny LQG mierzy 4 miliardy lat świetlnych.

8. Gigantyczny pierścień rozbłysków gamma

Węgierscy astronomowie odkryli w odległości 7 miliardów lat świetlnych od Ziemi jedną z największych struktur we Wszechświecie – gigantyczny pierścień powstały w wyniku rozbłysków promieniowania gamma. Rozbłyski gamma to najjaśniejsze obiekty we Wszechświecie, uwalniające w ciągu zaledwie kilku sekund tyle energii, ile Słońce wytwarza w ciągu 10 miliardów lat. Średnica odkrytego pierścienia wynosi 5 miliardów lat świetlnych.

9. Wielki Mur Herkulesa – Korona Północna

Obecnie największą strukturą we Wszechświecie jest nadbudowa galaktyk zwana Wielkim Murem Herkulesa-Korona Borealis. Jego rozmiar wynosi 10 miliardów, czyli 10 procent średnicy obserwowalnego Wszechświata. Strukturę odkryto poprzez obserwacje rozbłysków gamma w obszarze konstelacji Herkulesa i Korony Polarnej, w regionie oddalonym o 10 miliardów lat świetlnych od Ziemi.

10. Kosmiczna sieć

Naukowcy uważają, że rozkład materii we Wszechświecie nie jest przypadkowy. Zaproponowano, że galaktyki są zorganizowane w ogromną uniwersalną strukturę w postaci włókienkowych włókien lub skupisk „przegród” pomiędzy ogromnymi pustkami. Geometrycznie struktura Wszechświata najbardziej przypomina masę musującą lub plaster miodu. Wewnątrz plastra miodu, którego średnica wynosi około 100 milionów lat świetlnych, praktycznie nie ma gwiazd ani żadnej materii. Strukturę tę nazwano „Kosmiczną Siecią”.

Może się to wydawać niewiarygodne, ale odkrycia kosmiczne bezpośrednio wpływają na codzienne życie ludzi. Potwierdzenie tego.

Starożytne piramidy, najwyższy na świecie drapacz chmur w Dubaju, wysoki na prawie pół kilometra, imponujący Everest - samo spojrzenie na te ogromne obiekty zapiera dech w piersiach. A jednocześnie w porównaniu z niektórymi obiektami we wszechświecie różnią się mikroskopijnymi rozmiarami.

Największa asteroida

Dziś Ceres uważana jest za największą asteroidę we wszechświecie: jej masa stanowi prawie jedną trzecią całej masy pasa asteroid, a jej średnica wynosi ponad 1000 kilometrów. Asteroida jest tak duża, że ​​czasami nazywana jest „planetą karłowatą”.

Największa planeta

Na zdjęciu: po lewej - Jowisz, największa planeta Układu Słonecznego, po prawej - TRES4

W gwiazdozbiorze Herkulesa znajduje się planeta TRES4, której rozmiar jest o 70% większy niż rozmiar Jowisza, największej planety Układu Słonecznego. Ale masa TRES4 jest mniejsza od masy Jowisza. Wynika to z faktu, że planeta znajduje się bardzo blisko Słońca i składa się z gazów stale podgrzewanych przez Słońce - w rezultacie gęstość tego ciała niebieskiego przypomina rodzaj pianki.

Największa gwiazda

W 2013 roku astronomowie odkryli KY Cygni, największą dotychczas gwiazdę we wszechświecie; Promień tego czerwonego nadolbrzyma jest 1650 razy większy od promienia Słońca.

Pod względem powierzchni czarne dziury nie są aż tak duże. Jednak biorąc pod uwagę ich masę, obiekty te są największe we wszechświecie. A największą czarną dziurą w kosmosie jest kwazar, którego masa jest 17 miliardów razy (!) większa od masy Słońca. To ogromna czarna dziura znajdująca się w samym centrum galaktyki NGC 1277, obiekt większy od całego Układu Słonecznego – jej masa stanowi 14% całkowitej masy całej galaktyki.

Tak zwane „supergalaktyki” to kilka galaktyk połączonych ze sobą i znajdujących się w „gromadach” galaktycznych, czyli skupiskach galaktyk. Największą z tych „supergalaktyk” jest IC1101, która jest 60 razy większa od galaktyki, w której znajduje się nasz Układ Słoneczny. Zasięg IC1101 wynosi 6 milionów lat świetlnych. Dla porównania długość Drogi Mlecznej wynosi zaledwie 100 tysięcy lat świetlnych.

Supergromada Shapleya to zbiór galaktyk rozciągających się na ponad 400 milionów lat świetlnych. Droga Mleczna jest około 4000 razy mniejsza od tej supergalaktyki. Supergromada Shapleya jest tak duża, że ​​przebycie jej przez najszybszą sondę kosmiczną na Ziemi zajęłoby biliony lat.

Ogromna grupa kwazarów została odkryta w styczniu 2013 roku i obecnie jest uważana za największą strukturę w całym wszechświecie. Huge-LQG to zbiór 73 kwazarów tak dużych, że podróż z jednego końca na drugi z prędkością światła zajęłaby ponad 4 miliardy lat. Masa tego wspaniałego obiektu kosmicznego jest około 3 miliony razy większa niż masa Drogi Mlecznej. Grupa kwazarów Huge-LQG jest tak ogromna, że ​​jej istnienie obala podstawową zasadę kosmologiczną Einsteina. Zgodnie z tym kosmologicznym stanowiskiem wszechświat zawsze wygląda tak samo, niezależnie od tego, gdzie znajduje się obserwator.

Niedawno astronomowie odkryli coś absolutnie niesamowitego – kosmiczną sieć utworzoną przez gromady galaktyk otoczonych ciemną materią i przypominającą gigantyczną trójwymiarową pajęczynę. Jak duża jest ta sieć międzygwiezdna? Gdyby galaktyka Drogi Mlecznej była zwykłym ziarnem, wówczas ta kosmiczna sieć miałaby wielkość ogromnego stadionu.

Imię i nazwisko__________________________________________ _____ Data _______________________

1. Wymień planety Układu Słonecznego:

1) _________________ 5) _________________

2) _________________ 6) _________________

3) _________________ 7) _________________

4) _________________ 8) _________________

2. Ułóż obiekty Wszechświata sekwencyjnie w rosnącym rzędzie wielkości

3. Wyimaginowana linia prosta przechodząca przez bieguny, wokół których obraca się Ziemia

a) oś b) orbita c) równik

4. Nazywa się ogromne części lądu otoczone ze wszystkich stron wodą

a) kontynent b) wyspa c) półwysep

5. Na jakim kontynencie znajduje się terytorium regionu, w którym mieszkasz?

a) Austria b) Eurazja c) Afryka d) Ameryka Południowa

6. Ułóż planety Układu Słonecznego według odległości od Słońca

7. Do czego prowadzi obrót Ziemi wokół własnej osi

8. Czas trwania jednego obrotu Ziemi wokół własnej osi nazywa się ______________________,

składają się z ___________ godzin

9. Która planeta jest planetą olbrzymią?

a) Mars b) Wenus c) Pluton d) Saturn

10. Do czego prowadzi rewolucja Ziemi wokół Słońca

_____________________________________________

11. Czas potrzebny na pełny obrót Ziemi wokół Słońca nazywa się __________________.

składa się z _____________ dni.

12. Przeczytaj zdania. Podkreśl te, które wyjaśniają, dlaczego na kuli ziemskiej zmieniają się pory roku, wykonaj schematyczny rysunek.

1) Ziemia obraca się wokół własnej osi

2) Ziemia krąży wokół Słońca

3) Nachylenie osi Ziemi

13. Tor, po którym Ziemia porusza się wokół Słońca, nazywa się ___________________________

14. Nazywa się nasza galaktyka

_____________________________________________

15. Naturalny satelita Ziemi

a) Księżyc b) Słońce c) Mars d) Gwiazdy

16. Mały model Ziemi - _________________

17. Kto został pierwszym kosmonautą?

______________________________________________

18. Pierwszy kosmonauta z Kazachstanu

_____________________________________________

19. Jak nazywa się kosmodrom, który znajduje się na terytorium Kazachstanu?

_________________________________

20. Odwiedzone osoby:

a) na Marsie b) na Księżycu

c) na Wenus d) na wszystkich planetach Układu Słonecznego

Co wiemy o wszechświecie, jaka jest przestrzeń? Wszechświat to bezgraniczny świat, trudny do zrozumienia przez ludzki umysł, który wydaje się nierealny i nieuchwytny. Tak naprawdę otacza nas materia, nieograniczona w przestrzeni i czasie, zdolna przybierać różne formy. Aby spróbować zrozumieć prawdziwą skalę przestrzeni kosmicznej, jak działa Wszechświat, strukturę wszechświata i procesy ewolucji, będziemy musieli przekroczyć próg własnego światopoglądu, spojrzeć na otaczający nas świat z innej perspektywy, od środka.

Edukacja Wszechświata: pierwsze kroki

Przestrzeń, którą obserwujemy przez teleskopy, to tylko część gwiezdnego Wszechświata, tzw. Megagalaktyki. Parametry horyzontu kosmologicznego Hubble'a są kolosalne - 15-20 miliardów lat świetlnych. Dane te są przybliżone, ponieważ w procesie ewolucji Wszechświat stale się rozszerza. Ekspansja Wszechświata następuje poprzez rozprzestrzenianie się pierwiastków chemicznych i kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła. Struktura Wszechświata stale się zmienia. W przestrzeni kosmicznej pojawiają się gromady galaktyk, obiekty i ciała Wszechświata – są to miliardy gwiazd, które tworzą elementy bliskich przestrzeni kosmicznych – układów gwiezdnych z planetami i satelitami.

Gdzie jest początek? Jak powstał Wszechświat? Przypuszczalnie wiek Wszechświata wynosi 20 miliardów lat. Być może źródłem kosmicznej materii była gorąca i gęsta protomateria, której akumulacja w pewnym momencie eksplodowała. Najmniejsze cząsteczki powstałe w wyniku eksplozji rozproszyły się we wszystkich kierunkach i nadal oddalają się od epicentrum w naszych czasach. Teoria Wielkiego Wybuchu, która obecnie dominuje w kręgach naukowych, najdokładniej opisuje powstanie Wszechświata. Substancja, która wyłoniła się w wyniku kosmicznego kataklizmu, była niejednorodną masą składającą się z maleńkich, niestabilnych cząstek, które zderzając się i rozpraszając, zaczęły ze sobą oddziaływać.

Wielki Wybuch to teoria powstania Wszechświata, która wyjaśnia jego powstanie. Według tej teorii początkowo istniała pewna ilość materii, która w wyniku pewnych procesów eksplodowała z kolosalną siłą, rozrzucając masę matki w otaczającą przestrzeń.

Po pewnym czasie, według standardów kosmicznych – chwili, według chronologii ziemskiej – milionów lat, rozpoczął się etap materializacji przestrzeni. Z czego zbudowany jest Wszechświat? Rozproszona materia zaczęła skupiać się w grudki, duże i małe, w miejscu których zaczęły pojawiać się pierwsze elementy Wszechświata, ogromne masy gazowe – żłobki przyszłych gwiazd. W większości przypadków proces powstawania obiektów materialnych we Wszechświecie wyjaśniają prawa fizyki i termodynamiki, ale istnieje wiele punktów, których nie można jeszcze wyjaśnić. Na przykład, dlaczego rozszerzająca się materia jest bardziej skoncentrowana w jednej części przestrzeni, podczas gdy w innej części wszechświata materia jest bardzo rzadka? Odpowiedzi na te pytania można uzyskać dopiero wtedy, gdy stanie się jasny mechanizm powstawania obiektów kosmicznych, dużych i małych.

Teraz proces powstawania Wszechświata wyjaśnia działanie praw Wszechświata. Niestabilność grawitacyjna i energia w różnych obszarach spowodowały powstanie protogwiazd, które z kolei pod wpływem sił odśrodkowych i grawitacji utworzyły galaktyki. Innymi słowy, podczas gdy materia trwała i rozszerzała się, pod wpływem sił grawitacyjnych rozpoczęły się procesy kompresji. Cząsteczki chmur gazu zaczęły skupiać się wokół wyimaginowanego centrum, ostatecznie tworząc nowe zagęszczenie. Materiały budowlane w tym gigantycznym projekcie budowlanym to wodór cząsteczkowy i hel.

Pierwiastki chemiczne Wszechświata są podstawowym materiałem budowlanym, z którego później powstały obiekty Wszechświata

Wtedy zaczyna działać prawo termodynamiki i aktywowane są procesy rozpadu i jonizacji. Cząsteczki wodoru i helu rozpadają się na atomy, z których pod wpływem sił grawitacyjnych powstaje rdzeń protogwiazdy. Procesy te stanowią prawa Wszechświata i przybrały formę reakcji łańcuchowej, zachodzącej we wszystkich odległych zakątkach Wszechświata, wypełniając wszechświat miliardami, setkami miliardów gwiazd.

Ewolucja Wszechświata: najważniejsze informacje

Dziś w kręgach naukowych istnieje hipoteza o cykliczności stanów, z których utkana jest historia Wszechświata. Powstałe w wyniku eksplozji promateriału gromady gazu stały się wylęgarniami gwiazd, które z kolei utworzyły liczne galaktyki. Jednak po osiągnięciu pewnej fazy materia we Wszechświecie zaczyna zmierzać do swojego pierwotnego, skoncentrowanego stanu, tj. po eksplozji i późniejszej ekspansji materii w przestrzeni następuje kompresja i powrót do stanu supergęstego, do punktu wyjścia. Następnie wszystko się powtarza, po narodzinach następuje finał i tak przez wiele miliardów lat, w nieskończoność.

Początek i koniec wszechświata zgodnie z cykliczną ewolucją Wszechświata

Pomijając jednak temat powstania Wszechświata, który pozostaje kwestią otwartą, powinniśmy przejść do budowy Wszechświata. Już w latach 30. XX wieku stało się jasne, że przestrzeń kosmiczna jest podzielona na regiony - galaktyki, które są ogromnymi formacjami, z których każda ma własną populację gwiazd. Co więcej, galaktyki nie są obiektami statycznymi. Prędkość galaktyk oddalających się od wyimaginowanego centrum Wszechświata stale się zmienia, o czym świadczy zbieżność niektórych i oddalanie się innych od siebie.

Wszystkie powyższe procesy z punktu widzenia czasu trwania życia ziemskiego trwają bardzo powoli. Z punktu widzenia nauki i tych hipotez wszystkie procesy ewolucyjne zachodzą szybko. Konwencjonalnie ewolucję Wszechświata można podzielić na cztery etapy - epoki:

• era hadronów;
• era leptonowa;
• era fotonów;
• era gwiazd.

Kosmiczna skala czasu i ewolucja Wszechświata, według której można wyjaśnić pojawienie się obiektów kosmicznych

W pierwszym etapie cała materia skupiała się w jednej dużej kropelce jądrowej, składającej się z cząstek i antycząstek, połączonych w grupy - hadrony (protony i neutrony). Stosunek cząstek do antycząstek wynosi w przybliżeniu 1:1,1. Następnie następuje proces anihilacji cząstek i antycząstek. Pozostałe protony i neutrony to elementy budulcowe, z których zbudowany jest Wszechświat. Czas trwania ery hadronów jest znikomy, zaledwie 0,0001 sekundy - okres reakcji wybuchowej.

Następnie po 100 sekundach rozpoczyna się proces syntezy pierwiastków. W temperaturze miliarda stopni w procesie syntezy jądrowej powstają cząsteczki wodoru i helu. Przez cały ten czas substancja nadal rozszerza się w przestrzeni.

Od tego momentu rozpoczyna się długi, od 300 tys. do 700 tys. lat, etap rekombinacji jąder i elektronów, w wyniku którego powstają atomy wodoru i helu. W tym przypadku obserwuje się spadek temperatury substancji i maleje intensywność promieniowania. Wszechświat staje się przezroczysty. Wodór i hel powstające w kolosalnych ilościach pod wpływem sił grawitacyjnych zamieniają pierwotny Wszechświat w gigantyczny plac budowy. Po milionach lat rozpoczyna się era gwiazdowa – czyli proces powstawania protogwiazd i pierwszych protogalaktyk.

Taki podział ewolucji na etapy wpisuje się w model gorącego Wszechświata, który wyjaśnia wiele procesów. Prawdziwe przyczyny Wielkiego Wybuchu i mechanizm ekspansji materii pozostają niewyjaśnione.

Struktura i struktura Wszechświata

Gwiezdna era ewolucji Wszechświata rozpoczyna się wraz z utworzeniem gazowego wodoru. Pod wpływem grawitacji wodór gromadzi się w ogromne skupiska i grudki. Masa i gęstość takich gromad jest kolosalna, setki tysięcy razy większa niż masa samej powstałej galaktyki. Nierównomierny rozkład wodoru obserwowany na początkowym etapie powstawania Wszechświata wyjaśnia różnice w rozmiarach powstałych galaktyk. Megagalaktyki powstały tam, gdzie powinna istnieć maksymalna akumulacja gazowego wodoru. Tam, gdzie stężenie wodoru było nieznaczne, pojawiały się mniejsze galaktyki, podobne do naszego gwiezdnego domu – Drogi Mlecznej.

Wersja według której Wszechświat jest punktem początkowym i końcowym, wokół którego krążą galaktyki na różnych etapach rozwoju

Od tego momentu Wszechświat otrzymuje pierwsze formacje z wyraźnymi granicami i parametrami fizycznymi. To już nie są mgławice, nagromadzenia gazu gwiazdowego i pyłu kosmicznego (produkty eksplozji), protogromady materii gwiezdnej. Są to kraje gwiezdne, których powierzchnia jest ogromna z punktu widzenia ludzkiego umysłu. Wszechświat staje się pełen ciekawych zjawisk kosmicznych.

Z punktu widzenia uzasadnienia naukowego i współczesnego modelu Wszechświata galaktyki powstały po raz pierwszy w wyniku działania sił grawitacyjnych. Nastąpiła przemiana materii w kolosalny, uniwersalny wir. Procesy dośrodkowe zapewniły późniejszą fragmentację obłoków gazu na gromady, które stały się miejscem narodzin pierwszych gwiazd. Protogalaktyki o szybkich okresach rotacji z czasem zamieniły się w galaktyki spiralne. Tam, gdzie rotacja była powolna i obserwowano głównie proces kompresji materii, powstawały galaktyki nieregularne, najczęściej eliptyczne. Na tym tle we Wszechświecie miały miejsce bardziej imponujące procesy - powstawanie supergromad galaktyk, których krawędzie ściśle się ze sobą stykają.

Supergromady to liczne grupy galaktyk i gromady galaktyk w wielkoskalowej strukturze Wszechświata. W promieniu 1 miliarda St. Przez lata istnieje około 100 supergromad

Od tego momentu stało się jasne, że Wszechświat to ogromna mapa, gdzie kontynenty to skupiska galaktyk, a kraje to megagalaktyki, a galaktyki powstały miliardy lat temu. Każda z formacji składa się z gromady gwiazd, mgławic oraz nagromadzeń międzygwiazdowego gazu i pyłu. Jednak cała ta populacja stanowi zaledwie 1% całkowitej objętości formacji uniwersalnych. Większą część masy i objętości galaktyk zajmuje ciemna materia, której charakteru nie da się określić.

Różnorodność Wszechświata: klasy galaktyk

Dzięki wysiłkom amerykańskiego astrofizyka Edwina Hubble'a mamy teraz granice Wszechświata i jasną klasyfikację zamieszkujących go galaktyk. Klasyfikacja opiera się na cechach strukturalnych tych gigantycznych formacji. Dlaczego galaktyki mają różne kształty? Odpowiedź na to i wiele innych pytań daje klasyfikacja Hubble'a, według której Wszechświat składa się z galaktyk następujących klas:

• spirala;
• eliptyczny;
• nieregularne galaktyki.

Do pierwszych zaliczają się najczęstsze formacje wypełniające wszechświat. Charakterystyczną cechą galaktyk spiralnych jest obecność wyraźnie określonej spirali, która obraca się wokół jasnego jądra lub zmierza do poprzeczki galaktycznej. Galaktyki spiralne z jądrem oznaczono literą S, natomiast obiekty z poprzeczką centralną oznaczono jako SB. Do tej klasy należy również nasza galaktyka Drogi Mlecznej, w środku której rdzeń jest podzielony świetlistym mostem.

Typowa galaktyka spiralna. W centrum wyraźnie widać rdzeń z mostkiem, z którego końców wychodzą ramiona spiralne.

Podobne formacje są rozproszone po całym Wszechświecie. Najbliższa galaktyka spiralna, Andromeda, to olbrzym, który szybko zbliża się do Drogi Mlecznej. Największym znanym nam przedstawicielem tej klasy jest gigantyczna galaktyka NGC 6872. Średnica dysku galaktycznego tego potwora wynosi około 522 tysiące lat świetlnych. Obiekt ten znajduje się w odległości 212 milionów lat świetlnych od naszej galaktyki.

Następną popularną klasą formacji galaktycznych są galaktyki eliptyczne. Ich oznaczenie zgodnie z klasyfikacją Hubble'a to litera E (eliptyczna). Formacje te mają kształt elipsoidalny. Pomimo tego, że we Wszechświecie istnieje całkiem sporo podobnych obiektów, galaktyki eliptyczne nie są szczególnie wyraziste. Składają się głównie z gładkich elips wypełnionych gromadami gwiazd. W przeciwieństwie do spiral galaktycznych, elipsy nie zawierają nagromadzeń gazu międzygwiazdowego i pyłu kosmicznego, które są głównymi efektami optycznymi wizualizacji takich obiektów.

Typowym przedstawicielem tej klasy, znanym dzisiaj, jest eliptyczna mgławica pierścieniowa w gwiazdozbiorze Lutni. Obiekt ten znajduje się w odległości 2100 lat świetlnych od Ziemi.

Widok na galaktykę eliptyczną Centaurus A przez teleskop CFHT

Ostatnią klasą obiektów galaktycznych zamieszkujących Wszechświat są galaktyki nieregularne lub nieregularne. Oznaczenie według klasyfikacji Hubble'a to łaciński symbol I. Główną cechą jest nieregularny kształt. Innymi słowy, takie obiekty nie mają wyraźnych symetrycznych kształtów i charakterystycznych wzorów. Taka galaktyka swoim kształtem przypomina obraz powszechnego chaosu, w którym gromady gwiazd przeplatają się z obłokami gazu i kosmicznego pyłu. W skali Wszechświata galaktyki nieregularne są zjawiskiem powszechnym.

Z kolei galaktyki nieregularne dzielą się na dwa podtypy:

• Galaktyki nieregularne podtypu I mają złożoną nieregularną strukturę, dużą gęstość powierzchni i wyróżniają się jasnością. Często ten chaotyczny kształt nieregularnych galaktyk jest konsekwencją zapadnięcia się spiral. Typowym przykładem takiej galaktyki jest Wielki i Mały Obłok Magellana;
• Nieregularne, nieregularne galaktyki podtypu II mają niską powierzchnię, chaotyczny kształt i nie są zbyt jasne. Ze względu na spadek jasności takie formacje są trudne do wykrycia w bezmiarze Wszechświata.

Wielki Obłok Magellana jest najbliższą nam galaktyką nieregularną. Obie formacje są z kolei satelitami Drogi Mlecznej i wkrótce (za 1-2 miliardy lat) mogą zostać wchłonięte przez większy obiekt.

Galaktyka nieregularna Wielki Obłok Magellana - satelita naszej galaktyki Drogi Mlecznej

Pomimo tego, że Edwin Hubble dość trafnie podzielił galaktyki na klasy, klasyfikacja ta nie jest idealna. Więcej wyników moglibyśmy osiągnąć, gdybyśmy w procesie poznania Wszechświata włączyli teorię względności Einsteina. Wszechświat jest reprezentowany przez bogactwo różnych form i struktur, z których każda ma swoje charakterystyczne właściwości i cechy. Niedawno astronomom udało się odkryć nowe formacje galaktyczne, które określa się jako obiekty pośrednie pomiędzy galaktykami spiralnymi i eliptycznymi.

Droga Mleczna jest najbardziej znaną częścią Wszechświata

Dwa ramiona spiralne, symetrycznie rozmieszczone wokół centrum, tworzą główny korpus galaktyki. Spirale z kolei składają się z ramion, które płynnie przechodzą w siebie. Na skrzyżowaniu ramion Strzelca i Łabędzia znajduje się nasze Słońce, położone w odległości 2,62·10¹⁷km od centrum galaktyki Drogi Mlecznej. Spirale i ramiona galaktyk spiralnych to gromady gwiazd, których gęstość wzrasta w miarę zbliżania się do centrum galaktyki. Pozostałą część masy i objętości spiral galaktycznych stanowi ciemna materia, a tylko niewielka jej część przypada na gaz międzygwiazdowy i pył kosmiczny.

Pozycja Słońca w ramionach Drogi Mlecznej, miejsce naszej galaktyki we Wszechświecie

Grubość spiral wynosi około 2 tysiące lat świetlnych. Cały ten tort jest w ciągłym ruchu, obracając się z ogromną prędkością 200-300 km/s. Im bliżej centrum galaktyki, tym większa prędkość obrotowa. Dokończenie rewolucji wokół centrum Drogi Mlecznej zajmie Słońcu i naszemu Układowi Słonecznemu 250 milionów lat.

Nasza galaktyka składa się z biliona gwiazd, dużych i małych, superciężkich i średnich. Najgęstszą gromadą gwiazd w Drodze Mlecznej jest Ramię Strzelca. To w tym regionie obserwuje się maksymalną jasność naszej galaktyki. Przeciwna część koła galaktycznego jest natomiast mniej jasna i trudna do odróżnienia na podstawie obserwacji wizualnej.

Centralną część Drogi Mlecznej reprezentuje jądro, którego wymiary szacuje się na 1000-2000 parseków. W tym najjaśniejszym regionie galaktyki koncentruje się maksymalna liczba gwiazd, które mają różne klasy, własne ścieżki rozwoju i ewolucji. Są to głównie stare, superciężkie gwiazdy w końcowych stadiach ciągu głównego. Potwierdzeniem obecności starzejącego się centrum galaktyki Drogi Mlecznej jest obecność w tym rejonie dużej liczby gwiazd neutronowych i czarnych dziur. Rzeczywiście, centrum dysku spiralnego dowolnej galaktyki spiralnej jest supermasywna czarna dziura, która niczym gigantyczny odkurzacz zasysa ciała niebieskie i prawdziwą materię.

Supermasywna czarna dziura znajdująca się w centralnej części Drogi Mlecznej jest miejscem śmierci wszystkich obiektów galaktycznych

Jeśli chodzi o gromady gwiazd, naukowcom udało się dziś sklasyfikować dwa typy gromad: kuliste i otwarte. Oprócz gromad gwiazd, spirale i ramiona Drogi Mlecznej, jak każda inna galaktyka spiralna, składają się z rozproszonej materii i ciemnej energii. W wyniku Wielkiego Wybuchu materia znajduje się w stanie wysoce rozrzedzonym, co reprezentują rzadkie cząsteczki międzygwiazdowego gazu i pyłu. Widoczna część materii składa się z mgławic, które z kolei dzielą się na dwa typy: mgławice planetarne i rozproszone. Widoczna część widma mgławic powstaje w wyniku załamania światła gwiazd, które emitują światło wewnątrz spirali we wszystkich kierunkach.

Nasz Układ Słoneczny istnieje w tej kosmicznej zupie. Nie, nie jesteśmy jedyni na tym ogromnym świecie. Podobnie jak Słońce, wiele gwiazd ma własne układy planetarne. Całe pytanie brzmi, jak wykryć odległe planety, jeśli odległości nawet w obrębie naszej galaktyki przekraczają czas istnienia jakiejkolwiek inteligentnej cywilizacji. Czas we Wszechświecie mierzy się innymi kryteriami. Planety wraz z satelitami to najmniejsze obiekty we Wszechświecie. Liczba takich obiektów jest nieobliczalna. Każda z gwiazd znajdujących się w zakresie widzialnym może mieć własne układy gwiezdne. Widzimy tylko istniejące planety znajdujące się najbliżej nas. To, co dzieje się w sąsiedztwie, jakie światy istnieją w innych ramionach Drogi Mlecznej i jakie planety istnieją w innych galaktykach, pozostaje tajemnicą.

Kepler-16 b to egzoplaneta znajdująca się w pobliżu gwiazdy podwójnej Kepler-16 w gwiazdozbiorze Łabędzia

Wniosek

Mając jedynie powierzchowne zrozumienie tego, jak Wszechświat powstał i jak ewoluuje, człowiek zrobił zaledwie mały krok w kierunku zrozumienia i zrozumienia skali wszechświata. Ogromne rozmiary i zakres, z jakim naukowcy mają dziś do czynienia, sugerują, że cywilizacja ludzka to tylko chwila w tej wiązce materii, przestrzeni i czasu.

Model Wszechświata zgodny z koncepcją obecności materii w przestrzeni z uwzględnieniem czasu

Badania Wszechświata sięgają czasów od Kopernika do czasów współczesnych. Początkowo naukowcy rozpoczęli od modelu heliocentrycznego. Tak naprawdę okazało się, że przestrzeń nie ma prawdziwego centrum, a wszelki obrót, ruch i ruch odbywa się zgodnie z prawami Wszechświata. Pomimo tego, że istnieje naukowe wyjaśnienie zachodzących procesów, obiekty uniwersalne dzielą się na klasy, typy i typy, żadne ciało w przestrzeni nie jest podobne do drugiego. Rozmiary ciał niebieskich są przybliżone, podobnie jak ich masa. Lokalizacja galaktyk, gwiazd i planet jest dowolna. Rzecz w tym, że we Wszechświecie nie ma układu współrzędnych. Obserwując przestrzeń wykonujemy projekcję na cały widzialny horyzont, uznając naszą Ziemię za zerowy punkt odniesienia. Tak naprawdę jesteśmy jedynie mikroskopijną cząsteczką zagubioną w nieskończonych przestrzeniach Wszechświata.

Wszechświat jest substancją, w której wszystkie obiekty istnieją w ścisłym powiązaniu z przestrzenią i czasem

Podobnie jak w przypadku związku z rozmiarem, za główny składnik należy uznać czas we Wszechświecie. Pochodzenie i wiek obiektów kosmicznych pozwala stworzyć obraz narodzin świata i uwydatnić etapy ewolucji wszechświata. System, z którym mamy do czynienia, jest ściśle powiązany z ramami czasowymi. Wszystkie procesy zachodzące w przestrzeni mają cykle – początek, powstawanie, transformację i koniec, którym towarzyszy śmierć obiektu materialnego i przejście materii do innego stanu.

Odlegli przodkowie współczesnych mieszkańców planety Ziemia wierzyli, że jest to największy obiekt we wszechświecie, a wokół niego na niebie dzień po dniu krążą małe Słońce i Księżyc. Najmniejszymi formacjami w przestrzeni wydawały im się gwiazdy, które porównywano do maleńkich świetlistych punktów przymocowanych do firmamentu. Minęły wieki, a poglądy człowieka na strukturę Wszechświata zmieniły się dramatycznie. Co zatem odpowiedzą teraz współcześni naukowcy na pytanie, jaki jest największy obiekt kosmiczny?

Wiek i struktura Wszechświata

Według najnowszych danych naukowych nasz Wszechświat istnieje od około 14 miliardów lat i w tym okresie oblicza się jego wiek. Rozpocząwszy swoje istnienie w punkcie kosmicznej osobliwości, gdzie gęstość materii była niewiarygodnie wysoka, stale się rozszerzając, osiągnęła swój obecny stan. Dziś uważa się, że Wszechświat zbudowany jest zaledwie z 4,9% zwykłej i znanej materii, z której składają się wszystkie obiekty astronomiczne widoczne i postrzegane przez instrumenty.

Wcześniej, badając przestrzeń kosmiczną i ruch ciał niebieskich, starożytni astronomowie mieli okazję polegać wyłącznie na własnych obserwacjach, posługując się jedynie prostymi przyrządami pomiarowymi. Współcześni naukowcy, aby zrozumieć strukturę i wielkość różnych formacji we Wszechświecie, dysponują sztucznymi satelitami, obserwatoriami, laserami i radioteleskopami, czyli najbardziej wyrafinowanymi czujnikami. Na pierwszy rzut oka wydaje się, że przy pomocy osiągnięć nauki wcale nie jest trudno odpowiedzieć na pytanie, jaki jest największy obiekt kosmiczny. Jednak to wcale nie jest tak proste, jak się wydaje.

Gdzie jest dużo wody?

Według jakich parametrów powinniśmy oceniać: rozmiar, wagę czy ilość? Na przykład największą chmurę wody w kosmosie odkryto od nas w odległości, jaką światło pokonuje w ciągu 12 miliardów lat. Całkowita ilość tej substancji w postaci pary w tym rejonie Wszechświata przekracza 140 bilionów razy wszystkie rezerwy ziemskich oceanów. Jest tam 4 tysiące razy więcej pary wodnej niż w całej naszej galaktyce, zwanej Drogą Mleczną. Naukowcy uważają, że jest to najstarsza gromada, powstała na długo przed czasami, gdy nasza Ziemia jako planeta ukazała się światu z mgławicy słonecznej. Obiekt ten, słusznie zaliczany do jednego z gigantów Wszechświata, pojawił się niemal natychmiast po swoich narodzinach, tuż po miliardu lat, a może trochę więcej.

Gdzie koncentruje się największa masa?

Uważa się, że woda jest najstarszym i najobficiej występującym pierwiastkiem nie tylko na planecie Ziemia, ale także w głębinach kosmosu. Jaki jest więc największy obiekt kosmiczny? Gdzie jest najwięcej wody i innych substancji? Ale tak nie jest. Wspomniana chmura pary istnieje tylko dlatego, że jest skupiona wokół czarnej dziury o ogromnej masie i utrzymywana jest w miejscu dzięki sile jej grawitacji. Pole grawitacyjne w pobliżu takich ciał okazuje się tak silne, że żaden obiekt nie jest w stanie opuścić swoich granic, nawet jeśli poruszają się z prędkością światła. Takie „dziury” we Wszechświecie nazywane są czarnymi właśnie dlatego, że kwanty światła nie są w stanie pokonać hipotetycznej linii zwanej horyzontem zdarzeń. Dlatego nie można ich zobaczyć, ale stale daje się odczuć ogromna masa tych formacji. Rozmiary czarnych dziur, czysto teoretycznie, mogą nie być bardzo duże ze względu na ich fantastyczną gęstość. Jednocześnie w małym punkcie przestrzeni skupia się niesamowita masa, stąd zgodnie z prawami fizyki powstaje grawitacja.

Najbliższe nam czarne dziury

Nasza rodzima Droga Mleczna jest klasyfikowana przez naukowców jako galaktyka spiralna. Nawet starożytni Rzymianie nazywali ją „drogą mleczną”, ponieważ z naszej planety ma odpowiedni wygląd białej mgławicy, rozciągającej się na niebie w ciemności nocy. A Grecy wymyślili całą legendę o pojawieniu się tej gromady gwiazd, która przedstawia mleko tryskające z piersi bogini Hery.

Podobnie jak wiele innych galaktyk, czarna dziura w centrum Drogi Mlecznej jest formacją supermasywną. Nazywają to „gwiazdą A Strzelca”. To prawdziwy potwór, który dosłownie pożera wszystko dookoła swoim własnym polem grawitacyjnym, gromadząc w swoich granicach ogromne masy materii, których ilość stale wzrasta. Jednak pobliski region, właśnie ze względu na istnienie w nim wskazanego lejka retraktora, okazuje się bardzo korzystnym miejscem dla pojawiania się nowych formacji gwiazdowych.

Grupa lokalna, wraz z naszą, obejmuje także galaktykę Andromedy, która jest najbliższa Drogi Mlecznej. Należy również do spirali, ale jest kilka razy większa i obejmuje około biliona gwiazd. Po raz pierwszy w źródłach pisanych starożytnych astronomów wspomniano o nim w pracach perskiego naukowca As-Sufiego, który żył ponad tysiąc lat temu. Ta ogromna formacja ukazała się wspomnianemu astronomowi jako mały obłok. Ze względu na swój wygląd z Ziemi galaktyka jest często nazywana Mgławicą Andromedy.

Nawet znacznie później naukowcy nie byli w stanie wyobrazić sobie skali i rozmiaru tej gromady gwiazd. Przez długi czas nadawali tej kosmicznej formacji stosunkowo niewielkie rozmiary. Znacząco bagatelizowano także odległość do Galaktyki Andromedy, chociaż w rzeczywistości duża odległość do niej to, według współczesnej nauki, odległość, jaką nawet światło pokonuje przez okres ponad dwóch tysięcy lat.

Supergalaktyki i gromady galaktyk

Największy obiekt w kosmosie można uznać za hipotetyczną supergalaktykę. Wysuwano teorie na temat jego istnienia, ale kosmologia fizyczna naszych czasów uważa utworzenie takiej gromady astronomicznej za nieprawdopodobne ze względu na niemożność utrzymania jej jako jednej całości przez siły grawitacyjne i inne. Istnieje jednak supergromada galaktyk i dziś takie obiekty są uważane za całkiem realne.

Jasny punkt na niebie, ale nie gwiazda

Kontynuując poszukiwania czegoś niezwykłego w kosmosie, zadajmy teraz pytanie inaczej: jaka jest największa gwiazda na niebie? I znowu nie od razu znajdziemy odpowiednią odpowiedź. Istnieje wiele zauważalnych obiektów, które można rozpoznać gołym okiem w piękną, pogodną noc. Jednym z nich jest Wenus. Ten punkt na niebie jest być może jaśniejszy niż wszystkie inne. Pod względem intensywności świecenia jest ona kilkukrotnie większa od bliskich nam planet, Marsa i Jowisza. Pod względem jasności zajmuje drugie miejsce po Księżycu.

Jednak Wenus wcale nie jest gwiazdą. Ale starożytnym bardzo trudno było zauważyć taką różnicę. Gołym okiem trudno odróżnić gwiazdy płonące samodzielnie od planet świecących odbitymi promieniami. Ale na przykład już w starożytności greccy astronomowie rozumieli różnicę między tymi obiektami. Nazywali te planety „wędrującymi gwiazdami”, ponieważ poruszały się w czasie po trajektoriach przypominających pętle, w przeciwieństwie do większości nocnych niebiańskich piękności.

Nic dziwnego, że Wenus wyróżnia się spośród innych obiektów, ponieważ jest drugą planetą od Słońca, a najbliżej Ziemi. Teraz naukowcy odkryli, że niebo samej Wenus jest całkowicie pokryte grubymi chmurami i ma agresywną atmosferę. Wszystko to doskonale odbija promienie słoneczne, co wyjaśnia jasność tego obiektu.

Gwiazdowy gigant

Największa gwiazda odkryta dotychczas przez astronomów jest 2100 razy większa od Słońca. Emituje szkarłatną poświatę i znajduje się w. Obiekt ten znajduje się w odległości czterech tysięcy lat świetlnych od nas. Eksperci nazywają go VY Canis Majoris.

Ale gwiazda jest duża tylko pod względem wielkości. Badania pokazują, że jej gęstość jest w rzeczywistości znikoma, a jej masa jest zaledwie 17 razy większa od masy naszej gwiazdy. Jednak właściwości tego obiektu wywołują ostrą dyskusję w kręgach naukowych. Uważa się, że gwiazda rozszerza się, ale z czasem traci jasność. Wielu ekspertów wyraża także opinię, że ogromne rozmiary obiektu tak naprawdę w pewnym sensie tylko tak się wydają. Złudzenie optyczne powstaje w wyniku mgławicy otaczającej prawdziwy kształt gwiazdy.

Tajemnicze obiekty kosmiczne

Co to jest kwazar w kosmosie? Takie obiekty astronomiczne okazały się wielką zagadką dla naukowców ubiegłego wieku. Są to bardzo jasne źródła światła i emisji radiowej o stosunkowo małych wymiarach kątowych. Ale mimo to swoim blaskiem przyćmiewają całe galaktyki. Ale jaki jest powód? Zakłada się, że obiekty te zawierają supermasywne czarne dziury otoczone ogromnymi obłokami gazu. Gigantyczne lejki pochłaniają materię z kosmosu, dzięki czemu stale zwiększają swoją masę. Takie cofnięcie prowadzi do silnego świecenia, a w konsekwencji do ogromnej jasności wynikającej z hamowania i późniejszego nagrzewania chmury gazu. Uważa się, że masa takich obiektów miliardy razy przekracza masę Słońca.

Hipotez na temat tych niesamowitych obiektów jest wiele. Niektórzy uważają, że są to jądra młodych galaktyk. Jednak najbardziej intrygujące wydaje się założenie, że kwazary już nie istnieją we Wszechświecie. Faktem jest, że blask, jaki mogą dziś obserwować ziemscy astronomowie, docierał do naszej planety zbyt długo. Uważa się, że najbliższy nam kwazar znajduje się w odległości, jaką światło musiało przebyć przez ponad miliard lat. Oznacza to, że na Ziemi można zobaczyć jedynie „duchy” obiektów, które istniały w przestrzeni kosmicznej w niewiarygodnie odległych czasach. A wtedy nasz Wszechświat był znacznie młodszy.

Ciemna materia

Ale to nie wszystkie tajemnice, jakie skrywa ogromna przestrzeń. Jeszcze bardziej tajemnicza jest jego „ciemna” strona. Jak już wspomniano, we Wszechświecie istnieje bardzo niewiele zwykłej materii zwanej materią barionową. Większość jego masy składa się, jak obecnie sugeruje się, z ciemnej energii. A 26,8% zajmuje ciemna materia. Cząstki takie nie podlegają prawom fizycznym, dlatego są zbyt trudne do wykrycia.

Hipoteza ta nie została jeszcze w pełni potwierdzona rygorystycznymi danymi naukowymi, lecz powstała w ramach próby wyjaśnienia niezwykle dziwnych zjawisk astronomicznych związanych z grawitacją gwiazd i ewolucją Wszechświata. Wszystko to okaże się dopiero w przyszłości.