Горное небо - для вас!

В этой заметке я хочу кратко и популярно описать нашу Вселенную.
Что же такое наша Вселенная? Строго это понятие не определено, но все согласны с тем, что она включает в себя весь окружающий мир.
Двигаться будем от простого. Около 13 млрд лет назад произошло некоторое событие, в результате которого начался глобальный разлет вещества - рождение Вселенной. Оно случилось сразу во всей Вселенной, которая была сжата в точку, называемую сингулярностью.

В начальной Вселенной существовали лишь самые элементарные частицы. Из них по мере расширения и остывания Вселенной сформировались электроны, протоны и нейтроны, а затем и первые атомы и молекулы. Первые несколько минут расширения нашей Вселенной происходил синтез ядер дейтерия, гелия и лития, прекратившийся до образования первых звезд. К этому моменту все вещество, равномерно заполнявшее Вселенную, разделилось на отдельные блоки: скопления галактик, сами галактики и звездные скопления внутри галактик. Это все произошло за первые полмиллиарда жизни Вселенной, дальнейшие 13 миллиардов лет шла эволюция Вселенной, заключавшаяся в превращении первичного водорода в более тяжелые элементы таблицы Менделеева (термоядерный синтез в недрах звезд) и столкновении отдельных галактик. Это основные процессы, другие не столь важные и знаем мы о них меньше.

В середине XX века был открыт так называемый "реликтовый фон". Считается, что это излучение, высвободившееся в момент образования атомов водорода. До этого момента излучение было "заперто" в веществе - плотной и очень горячей плазме. Реликтовый фон является довольно серьезным доказательством рождения Вселенной из некоторой точки, поскольку мы не наблюдаем источников его возникновения в настоящую эпоху.

Расширение Вселенной сводится к изменению масштаба координатной сетки, в узлах которой находятся галактики. Такую систему координат называют сопутствующей. Начало отсчёта обычно связывают с наблюдателем.

Несколько слов о составе Вселенной. Сейчас видимое вещество - звезды и газо-пылевые облака, по-видимому, составляют 4% массы Вселенной. 96% оставшейся массы  - неизвестное вещество, которое проявляет себя только гравитационно. Из этих 96% более 70 процентов - "темная энергия", обладающая свойством антигравитации и вызывающая разлет удаленных галактик, а еще процентов 25 - "темная материя", окружающая каждую галактику и влияющая на вращение звезд в ее внешних областях.

Каковы же масштабы нашей Вселенной? Самые большие расстояния - между скоплениями галактик и галактиками, измеряются парсеками. Парсек - это такая дистанция, с которой радиус орбиты Земли виден под углом в одну секунду. Он равен 206265 расстояний от Земли до Солнца. Вторая важная единица измерения, более известная среди любителей астрономии - это световой год, равный дистанции, проходимой светом в вакууме за один земной год. Парсек = 3.26 светового года. К примеру, от Луны свет идет к нам чуть больше секунды. От Солнца - 8 минут. Расстояние до ближайшей звезды, Проксимы Центавры, 4.3 св. года. До центра нашей Галактики 28000 св. лет. Вся галактика составляет в диаметре 100 000 св. лет. До соседней галактики, Андромеды, чуть более 2 000 000 св. лет.

Теперь про конструктивные элементы Вселенной. Вселенная состоит из скоплений галактик (спокойных и активных). Предполагается, что сначала рождались карликовые галактики, а галактики современного типа, большие, образовались при слиянии последних. В каждой галактике - десятки и сотни миллиардов звезд с вращающимися вокруг них планетами, а также газо-пылевые облака огромных размеров. Звезды - это объекты, в которых идут реакции термоядерного синтеза. Между звездами находится межзвездный газ - в основном разреженный водород - несколько сотен атомов в кубическом метре, а также отдельные протоны, нейтроны, электроны, нейтрино, фотоны. Межзвездный газ прозрачен и излучает в радиодиапазоне на волне 21см. Все пространство между звездами пронизано слабыми магнитными и гравитационными полями.

Находящиеся в галактиках звезды бывают спокойные (постоянные) и переменные - которые меняют свою яркость в течение обозримых промежутков времени. Причин, по которым звезды меняют свою яркость, очень много, поэтому типов переменных звезд насчитывается более 200. Самые распространенные из них:
1. затменные звезды (например, Алголь) - которые меняют свою яркость в результате затмения другими звездами или планетами.
2. пульсирующие (например, RR Лиры) - в результате пульсации по схеме: разогрев - раздутие - охлаждение - сжатие...
3. катаклизмические - кратная система в которой один из компонентов периодически испытывает взрыв на поверхности из-за перетекания туда вещества с поверхности другого компонента.
4. Вращающиеся - переменность которых вызвана неравномерностью распределения яркости по диску, либо неравномерностью формы.

Вселенная богата загадками. Вот лишь некоторые из них:
- Почему античастиц оказалось меньше чем частиц?
- Почему энтропия Вселенной такая высокая?
- Вращается ли наша Вселенная?
- Является ли наша Вселенная плоской?

Астробиблиотека