ЧУДЕСА ВСЕЛЕННОЙ
БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ БОЛЬШАЯ ЗАГАДКА перевод: Dimitar Neichev
Самое новое - что Вселенная может существоать всего 9 или 10 млрд. лет.
Астрономы в затруднении.
И строят телескопы, как бешенные.
Начиная от Южного полюса, до пустыни Атакама.
Ищут места для все больших и лучших обсерваторий.
На вулканическом острове Гавайи все место уже занято.
Бум в строительстве телескопов Пришел как раз во время загадки.
Ученые были единодушны, что возраст Вселенной - примерно 15 млрд. лет.
В 1994 г. наблюдения уменьшили Ее возраст на 5 млрд. лет.
Но как это возможно, при положении, что наблюдались намного более старые звезды?
Не в первый раз, наши представления о вселенной бывают неправильными.
Индусы имели натуралистичные представления о вселенной.
Их мир держался на 4 слонах.
Слоны стоят на черепахе, а черепаха плавает в океане из молока.
И вокруг всего этого, есть гигантское пресмыкающееся.
Невероятная картинка, но тоже такая непонятная, как и современные теории.
Трудно поверить, что Вселенная родилась из точки, меньшей, чем атом,
как следствие катаклизма, названном "большой взрыв".
Мощная эксплозия энергии, которая охлаждается и превращается в материи.
Так ли все началось?
Элементарные частицы собирались в комки под действием гравитации.
Образовались простые атомы, как гелий и водород.
Водородные облака становились все больше и горячее с нарастанием гравитации.
Рождение звезд.
Миллионы звезд и звездные группы.
Миллиарды звезд и галактики.
Наша галактика, Млечный путь, Состоится из 200 млрд. звезд,
одна из них - это наше Солнце.
Звезды рожаются в облако из газа, Которое становится все плотнее и плотнее,
с нарастанием гравитации.
Температуры повышаются, начинаются ядерные реакции,
и звезда начинает светится.
В результате ядерных реакций в звезде, водород превращается в гелий.
Единственное, что мешает звезду взорваться - это гравитация.
Но когда водород закончится, звезда начинает расти.
Она меняет свой цвет. Превращается в красного гиганта.
При отсутствии водорода, звезда превращает гелий в углерод,
а в последствии и в более тяжелые элементы.
Когда образуется железо в самых больших звезд,
гравитация побеждает и ядро сжимается.
Гигант взрывается и превращается в сверхновую.
Богатые более тяжелыми элементами, остатки будут разброшены по галактику.
В какой-то день, этот материал поможет при образовании новых звезд.
Подобный взрыв, может быть, дал жизнь и нашему Солнцу,
инициируя образование облака из пыли и газов.
Больше 5 млрд. лет назад, одна сжимающаяся туманность содержала
все элементы, из которых были составлены солнце, планеты и мы.
При сжимании облака под действием гравитации, давление нарастает.
Центр становится все более горячий.
При достижении необходимой температуры, начинают ядерные реакции,
и Солнце уже становится звезда.
Наше Солнце слишком малое, чтобы образовать самых тяжелых элементов,
так что железо, которое в нашей крови наверняка пришло из остатков сверхновой.
Сегодня солнце - на средней возрасти,
но после около 5 млрд. лет, после исчерпывании водорода, оно потускнеет.
Но сначала оно расширится, становясь все более красным,
и все больше.
Меркурий и Венера будут проглочены,
океаны на Земле испарятся.
Будучи красный гигант, Солнце растопит лед на дальнем Титане.
Спутник Сатурна может наполниться жизни.
Но этот момент будет коротким.
Солнце израсходует свое горючее и медленно потускнеет и сожмется.
Наша звезда уже будет труп - "белый карлик",
размером с Земли.
Он будет окружен облаком из звездных остатков – планетарная туманность.
Через изучения цвета и яркости звездного света, и способа по котором
группируются звезды,
ученые формировали свои представления о вселенной.
Это звезды Омега - Кентавра.
Они образуют шаровое скопление,
одно из нескольких, которые носятся вокруг центра Млечного пути.
Свет звезд показывает их химический состав.
Используя это, ученые достигли до выводу, что
в шаровых скоплений находятся одни из самых старых звезд во вселенной.
Эти скопления помогли нам понять где наше место в Млечном пути.
Солнце находится в предместий.
Оно отдалено от центра галактики на расстояние 2/3 от ее радиуса.
Галактика подобная нашей.
Большой диск из звезд, обращенный к нам со стороны.
Темная полоса представляет пыль из которой рожаются звезды.
Более старые звезды находятся в центральном утолщении.
Самые старые формируют ореол из шаровых скоплений вокруг центра.
В синей части галактики находятся более молодые звезды.
Так выглядит галактика, Если смотреть "сверху".
Компактная спираль из миллиардов звезд,
крутящиеся вокруг галактический центр.
Вращение космических тел порождает изменение цвета.
Называется эффект Доплера.
Если приложим эго к одной галактики,
звезды, которые движутся к нам будут выглядеть синими.
Их свет будет сгущенным.
Звезды, которые отдаляются, Будут выглядеть красными.
Их свет будет растянутым.
Эффект Доплера подсказал астрономам, что галактики крутятся.
Солнцу нужны 250 млн. лет,
чтобы сделать один оборот вокруг центра галактики.
Есть миллионы спиральные галактики, похожие на Млечный путь.
Вокруг рукавов есть розовые облака из пыли и водородный газ,
где рожаются звезды.
Но не все спирали так выглядят.
Это спираль с баром.
Центр ясно виден.
Доказательства, что и у нашей галактики есть бар, увеличиваются.
У некоторых галактик нет конкретней формы.
Неправильные галактики как эта, не показывают признаков
образования новых звезд.
Они обычно маленькие.
Самые большие - эллиптические галактики.
Некоторые имеют форму мяча для регби или для футбола.
Они увеличивают свой размер, поглощая галактик поменьше,
которые приближаются слишком.
Тут видно как одна спиральная галактика проглоченная эллиптической.
Хотя бы на теорию.
Спор зарождается вокруг Кентавр А.
Некоторые говорят, что это одна галактика окруженная темным обручам из материя.
По другим, это две сталкивающиеся галактики.
Компьютер показывает другая версия -
звезды и облака из двух галактик сливаются и образуют одна.
Для этого сливания, нет сомнений.
Это галактики "Антенна", слитые как сиамские близнецы.
Компьютерная симуляция показывает, что миллиарды лет назад 125 00:11:49,624 --> 00:11:51,624 они были отдельные галактики.
Никто не знает, которая точно, но одна из них прошла близко к большей галактики.
Образовалась волна из звездной пыли, как когда бросим камень в лужу.
Большой галактики назвали "Колесо".
Суперкомпьютеры дополняют телескопов при изучении галактик.
Они прибавляют математику гравитации, движения и массы
к данными от наблюдений.
Исчисления показывают, что наша Галактика, может быть сталкивалась с другими.
Сегодня, Млечный путь выглядит так.
Вокруг него нет других галактик.
Но в ночном небе над южном полушарии,
простым глазом видно две соседние нам галактики.
Их называют Магелановые облака.
Они передвигаются с нижнего левого угла, к середине картинки.
После более серьезном наблюдении, обе начинают беспокоить астрономов.
Они думают, что галактики имели близкая встреча с Млечного пути.
Та, Малое Магелановое облако,
- очень разорванная.
А для Большого облака, столкновение с Млечного пути
может, дало жизнь многим звездам.
Магелановые облака - намного Меньше, чем наша галактика.
Они как спутники Млечного пути.
После миллиардов лет, может снова получиться столкновение.
Самая близкая галактика после Магелановых облаков, это Андромеда.
В 1920г. считали, что она - на 750 000 световых лет от нас.
Сегодня известно, что расстояние до Андромеды - в три раза больше.
Это индикация многих ошибок при измерении расстояний в космосе.
Но как показывают эти снимки с телескопа Хаббл, мы видим все более ясно.
Андромеда проглотила Хотя бы одна галактика.
Несмотря на необъятное пространство космоса, не всегда есть хороший вид.
Иногда на пути зрения может находиться галактика.
Если она достаточно большая, действует как оптическая линза.
Так, смотря через одну галактику, Хаббл увидел дальний квазар
расчлененный на несколько частей.
В 1912г. была открыта техника, превратившая переменные звезды,
которые меняют свой блеск периодически,
в критерий для измерения расстояний в космосе.
Они называются цефеидами.
Период их пульсаций соответствует их настоящей яркости
- их светимости.
Определяя периода изменения яркости звезд, астрономы исчисляют их светимость.
Насколько дальше цефеида, настолько более слабо она будет светить.
Разница между действительной и видимой яркости цефеиды,
показывает расстояние до нее.
У астрономов есть и другие методы измерения расстояния.
Измеряют светимость звездных скоплений.
Как и планетарных туманностей, и остатков погибших звезд.
Важный фактор - блеск сверхновых.
Он показывает расстояния намного Больше, чем могут дать цефеиды.
Едуин Хаббл сказал: "Насколько дальше, настолько быстрее".
Насколько дальше находится данная галактика, Настолько быстрее она отдаляется от нас.
И настолько больше ее свет смещается к красному спектру.
Хаббл - американский астроном, который в 1929 г.
открыл, что Вселенная расширяется -
сильное доказательство, что все началось с большого взрыва,
и расширяется до сегодняшнего дня.
Квазары – самые отдаленные объекты, которые мы видим во вселенной.
Их свет имеет самое большое красное смещение.
Они излучают огромные количества энергии и настолько яркие,
что их видно с очень больших расстояний.
Квазары могут быть центрами отдаленных галактик.
В их внутренности, гигантские черные дыры излучают струи энергии
пока поглощают звезды.
В 1994 г. телескоп Хаббл нашел этот квазар,
отдаленный на 12 млрд. световых лет.
Кажется, что поглощает целую галактику.
Позже, в 1994 г. Хаббл посмотрел к спиральной галактики М100.
То, что увидел, удивило астрономов.
В сердце М100 пульсировала цефеида.
Астрономы установили, что М100 - только на 50 млн. световых лет от нас.
Намного ближе к нам, чем мы думали.
Это расстояние и размер красного смещения в свете галактик
показали, что Вселенная расширяется почти в два раза быстрее,
чем мы думали.
Если это правда, возраст вселенной Должен быть только 9 или 10 млрд. лет.
А не 15, как думали до сих пор.
Движение М100, вероятно, ускоренное близкими к ней галактиками.
Только наблюдения цефеид в более отдаленных галактик
поможет астрономам решить загадку.
Почему это загадка?
Потому что химический состав самых старих звезд в шаровых скоплений
определяет их возраст на 13 - 15 млрд. лет.
Они слишком старые для вселенной, появившейся только 9 млрд. лет назад.
Более молодая Вселенная не совместима с космической эволюции, которою мы знаем.
Не остается времени для древних звезд завершить свой жизненный цикл,
и создать более молодых звезд - таких, как наше Солнце.
Проблем астрономии в том, что даже и самые современные измерения
имеют 30% вероятности для ошибки.
Чтобы установить возраст вселенной, ученые должны вычислить расстояние
до насколько можно больше галактик, и по всевозможных способов.
Надо создать трехмерную картину вселенной.
Это огромное начинание, из-за наличии миллиардов галактик.
Здесь, у телескопа Шмидт в Австралии,
учение ускорили процесс.
Работая над снимками отдаленного района космоса,
они ставят оптические сенсоры поверх шаблона.
Они закрепленные на места,
где расположены галактики на оригинальной фотографии.
Каждый сенсор замерит яркость и цвет определенной галактики.
Потом шаблон ставится в телескоп, на котором сделана фотография.
Телескоп должен быть направлен точно к конкретном секторе фотографии.
Точность очень важна.
только из определенной для него галактики.
Свет от сотен галактик улавливается только одним взглядом.
Работа, которая занимает месяцы.
Расстояние и красное смещение каждой галактики вводится в компьютер.
Он изображает их как сегмент вселенной,
отрезок от времени и пространства,
одна часть из картины космоса.
Очень старательно, кусок по куску, получается целостная картина.
Уже знаем, что миллиарды галактики связаны в веревки
в космической пустоте.
Но не знаем, какая причина этого.
Все более усовершенствованные телескопы будут всматриваться все далее в космос
и более назад во времени.
Этот запланирован для Чили.
Он будет самый большой в мире. Четыре оптических инструмента,
чей объединенный диаметр будет 15 метра.
Может помочь нам вычислить возраст вселенной,
но не сможет увидеть назад до самого Большого взрыва.
В начале, Вселенная была на 300 000 лет
до того, как стала прозрачной,
и первый излученный свет смог путешествовать свободно в пространстве.
Но есть и другие способы определить рождение вселенной.
Космическое фоновое лучение - эхо от самого Большого взрыва.
Космический аппарат "Кобе" открыл колебания в фоновом излучении,
которые могут быть «семена» в структуре ранней вселены.
А на южном полюсе прибыли астрономы, чтобы изучать ранний космос
в инфракрасный спектр.
Это инфракрасный телескоп.
Он работает чудесно тут, Потому что атмосфера чистая и сухая.
Водяные испарения абсорбируют инфракрасные волны.
На южном полюсе, влага постоянно замерзшая.
На это необычайное место, ученые улавливают инфракрасные лучи из космоса,
и надеются получить информацию о структуре космоса
немножко после Большого взрыва.
Без значения, куда и когда случился Большой взрыв,
теория утверждает, что одна точка, меньше, чем атом
дала начало всей материи.
Из этой материи образовались множество звезд.
Звезды, которые грели и взрывались,
звезды, которые разбросали элементы жизни по вселенной,
звезды, которые собирались в галактики,
звезды, которые дали жизнь планет.
На одной из планет эволюировали существа, которые
все еще питаются понять как началось все.