L'emplacement du système solaire dans la Voie Lactée. Notre place dans l'univers La localisation de la terre dans l'univers

Pour les peuples anciens, la Terre semblait immense. Après tout, personne ne parvenait à le contourner à pied ou même à cheval. Par conséquent, les philosophes anciens, réfléchissant à la structure de l’Univers, plaçaient la Terre en son centre. Selon eux, tous les corps célestes tournent autour de la Terre.

Dans le monde moderne, où il y a l'aviation et les vaisseaux spatiaux, l'idée que notre planète n'est pas du tout le centre de l'univers ne semble séditieuse à personne.
Cependant, cette idée a été exprimée pour la première fois au IIIe siècle avant JC. Aristarque de Samos. Malheureusement, presque toutes les œuvres de cet ancien scientifique grec ont été perdues et ne nous sont connues que grâce au récit de son contemporain Archimède. Par conséquent, l'hypothèse selon laquelle la Terre tourne autour du Soleil (et non le Soleil autour de la Terre) est généralement associée au nom de l'astronome polonais Nicolas Copernic, qui a vécu aux XVe et XVIe siècles. Copernic a disposé les planètes du système solaire qu'il connaît comme suit : Mercure, Vénus, la Terre, Mars, Jupiter et Saturne tournent autour du Soleil, et la Lune tourne autour de la Terre. Mais plus loin derrière Saturne, Copernic a placé la « sphère des étoiles fixes » - une sorte de mur entourant l'Univers. Mais Copernic ne pouvait pas deviner ce qu'il y avait derrière cela - il ne disposait pas de suffisamment de données pour cela. Il ne faut pas accuser Copernic de myopie, car le télescope qui rapprochait de nous l'espace lointain n'a été utilisé pour la première fois par Galilée que cent ans plus tard.

L'ancien scientifique grec Ptolémée a développé un modèle de l'Univers dans lequel la Terre était au centre de l'univers et le reste des corps célestes tournaient autour d'elle.

La science moderne sait que notre Soleil est l'une des innombrables étoiles de l'Univers, ni la plus grande, ni la plus brillante, ni la plus chaude. De plus, le Soleil est situé loin du centre de notre Galaxie - un amas géant d'étoiles, qui comprend le Soleil. Et en cela, nous avons de la chance. Après tout, sinon de tels flux de rayons cosmiques tomberaient sur la Terre, de sorte que la vie n'y apparaîtrait guère. 9 grandes planètes tournent autour du Soleil, des planètes mineures - des astéroïdes, des comètes et de très petits « cailloux » - des météoroïdes. Tout cela ensemble forme le système solaire.


Selon les idées modernes, 9 grandes planètes tournent autour du Soleil. Les 4 plus proches du Soleil sont petits et solides. Vient ensuite la ceinture de petites planètes (astéroïdes), et derrière elle se trouvent les planètes géantes, constituées principalement de liquides et de gaz. La planète connue la plus éloignée du système solaire, Pluton, est également la plus petite et la plus froide.

La Terre est l'une des 9 planètes. Ni la plus grande, ni la plus petite, ni la plus proche du Soleil, ni la plus éloignée. La plus grande planète est Jupiter. Sa masse est 318 fois celle de la Terre. Mais Jupiter n’a pas de surface solide sur laquelle marcher. La planète la plus éloignée du Soleil, Pluton, est près de 40 fois plus éloignée du Soleil que la Terre. Sa surface est dure, il serait facile de marcher dessus - Pluton est plus petite que la Lune et attire faiblement vers elle. Il fait juste froid là-bas : la température est de 200 à 240°C en dessous du point de congélation de l'eau. Dans de telles conditions, non seulement l’eau, mais aussi la plupart des gaz deviennent solides. Mais sur Vénus, notre plus proche voisine, la température est supérieure à +450°C. Il s’avère que la Terre est jusqu’à présent la seule planète de l’Univers propice à la vie.

De la Terre au Soleil, il y a environ 150 millions de kilomètres. Est-ce beaucoup ou un peu ? Comparons cette distance avec les tailles du Soleil et de la Terre. Le diamètre du Soleil est environ 100 fois plus petit et celui de la Terre est 10 000 fois plus petit. Cela signifie que si nous représentons le Soleil comme un cercle d'un diamètre de 1 cm (la taille d'une pièce de 1 rouble), alors nous devrons dessiner la Terre à une distance de 1 m (à l'autre extrémité d'un grand tableau ), et sa précision sera à peine perceptible.

Depuis des siècles, des milliers de personnes cherchent la réponse à la question fondamentale : qu’y a-t-il au centre de l’Univers ?

Les habitants de la Grèce au 3ème siècle avant JC se sont tournés vers le ciel nocturne pour trouver des réponses.

Puisque nous regardons le ciel depuis le sol, cela signifie que nous sommes au centre.

Selon la théorie d’Aristote, le monde était composé de 4 éléments : la terre, l’eau, le feu et l’air. Ces éléments se situent à l’intérieur de la sphère solide et la déplacent. On observe chacune de ces sphères sous la forme d'une étoile. Et l’Univers avec toutes ses étoiles est situé sur la sphère la plus extérieure. Cette théorie explique vraiment bien le mouvement du ciel étoilé. Cette vision de l'Univers a duré plusieurs siècles.

En 1543, Copernic propose un nouveau modèle. Selon lui, le Soleil est au centre de l’Univers. Au début, peu de gens écoutaient un point de vue aussi radical. Cependant, de nouvelles découvertes scientifiques et observations de cette époque ont commencé à confirmer le modèle copernicien :

1. Johannes Kepler a prouvé que les orbites ne sont pas parfaitement circulaires.

2. Galilée a remarqué que les lunes de Jupiter tournaient exclusivement autour de Jupiter.

3. Newton a découvert la loi de la gravitation universelle, selon laquelle toutes choses s'attirent.

Finalement, il fut reconnu que la Terre n’était pas le centre de l’Univers.

En 1580, le philosophe et penseur italien Giordano Bruno émet l'hypothèse que n'importe quelle étoile pourrait être le Soleil et ses planètes. Et l’Univers est en réalité infini. La société de la Renaissance a réagi très durement à ses enseignements. Bruno a ensuite payé ses convictions de sa vie.

Plusieurs siècles ont passé et René Deckard a proposé une nouvelle doctrine selon laquelle l'Univers est constitué de formations dont chacune est un mélange de tourbillons et de vortex, avec des étoiles au centre.

À mesure que les télescopes se perfectionnaient, les astronomes devenaient de plus en plus convaincus que le Soleil n’était qu’une des innombrables étoiles de la Voie lactée. Et le reste des motifs dans le ciel nocturne représentent d’autres galaxies, aussi immenses que notre Voie lactée. Peut-être sommes-nous très loin du centre, contrairement à nos attentes.

Au XXe siècle, les astronomes menaient des recherches scientifiques. Ils ont surveillé les nébuleuses afin de comprendre leur mouvement. Selon l’effet Doppler, un spectre bleu sera observé pour les objets se dirigeant vers nous et un spectre rouge s’éloignant de nous. Au cours du processus d’observation, seule la couleur rouge est apparue. Les objets se déplaçaient à grande vitesse dans des directions opposées.

Cette étude confirme la théorie du Big Bang. Selon cette théorie, toute la matière de l’Univers était à l’origine compressée en un point d’une densité infinie. Ce n’était pas seulement une explosion dans l’espace, c’était une explosion de l’espace lui-même, qui aboutissait à une expansion sans fin de la matière. Il s’avère que l’Univers ne peut pas avoir de centre, puisqu’il est infini.

Les progrès ne s’arrêtent pas. Ce qui est vrai aujourd’hui peut devenir faux demain. De nouvelles découvertes ont déjà pu bouleverser l’image de l’univers connue depuis des siècles. Et il s’avère que même les hypothèses les plus folles peuvent se révéler être des théories correctes qui nous rapprochent de la découverte de la vérité.

La structure à grande échelle de l'Univers ressemble à un système de veines et de fibres séparées par des vides.

La structure à grande échelle de l'Univers est un terme cosmologique désignant la structure de la distribution de la matière dans l'Univers dans sa plus grande dimension.

Un exemple de structure la plus simple dans l’espace est le système planète-satellite. Hormis les deux planètes les plus proches du Soleil (Mercure et Vénus), toutes les autres ont leur propre satellite, et dans la plupart des cas même pas un seul. Si seulement la Lune accompagne la Terre, alors des planètes entières tournent autour de Jupiter, même si certaines d'entre elles sont assez petites. Cependant, avec leurs satellites, les planètes du système solaire tournent autour du soleil, formant ce qu'on appelle le système planétaire.

À la suite d'observations, les astronomes ont découvert que la plupart des autres étoiles font également partie de systèmes planétaires. Dans le même temps, les luminaires eux-mêmes forment souvent des systèmes et des amas appelés stellaires. Selon les données disponibles, la partie prédominante des étoiles est , ou avec un multiple du nombre de luminaires. À cet égard, notre Soleil est considéré comme atypique, puisqu'il n'a pas de paire

Si l'on considère l'espace circumsolaire à plus grande échelle, il devient évident que tous les amas d'étoiles, avec leurs systèmes planétaires, forment une île étoilée, ce qu'on appelle.

Histoire de l'étude de la structure de l'Univers

L'idée d'une structure à grande échelle de l'Univers a été pensée pour la première fois par l'éminent astronome William Herschel. C'est lui qui a fait des découvertes telles que la découverte de la planète Uranus et de ses deux satellites, deux satellites de Saturne, la découverte du rayonnement infrarouge et l'idée du système solaire à travers l'espace. Après avoir construit indépendamment un télescope et effectué des observations, il a effectué des calculs volumétriques de luminaires de luminosité variable dans certaines zones du ciel et est arrivé à la conclusion qu'il existe un grand nombre d'îles étoilées dans l'espace.

Plus tard, au début du XXe siècle, le cosmologue américain Edwin Hubble a pu prouver que certaines nébuleuses appartiennent à d'autres structures que la Voie lactée. Autrement dit, on savait de manière fiable que divers amas d'étoiles existaient également en dehors de notre galaxie. Les recherches dans ce sens ont rapidement élargi considérablement notre compréhension de l’Univers. Il s'est avéré qu'en plus de la Voie lactée, il existe des dizaines de milliers d'autres galaxies dans l'espace. En tentant de dresser une carte simplifiée de l'Univers visible, les scientifiques ont découvert le fait remarquable que les galaxies dans l'espace constituent d'autres structures de tailles inimaginables.

Au fil du temps, les scientifiques ont découvert que les galaxies isolées sont un phénomène assez rare dans l'Univers. La grande majorité des galaxies forment des amas à grande échelle, qui peuvent être de formes diverses et comprendre deux ou plusieurs galaxies, jusqu'à plusieurs milliers. En plus des immenses îles stellaires, ces structures stellaires massives comprennent également des accumulations de gaz chauffés à haute température. Malgré sa très faible densité (des milliers de fois inférieure à celle de l'atmosphère solaire), la masse de ce gaz peut largement dépasser la masse totale de toutes les étoiles de certaines populations de galaxies.

Les résultats des observations et des calculs ont conduit les scientifiques à l'idée que les amas de galaxies peuvent également former d'autres structures plus grandes. Suite à cela, deux questions intrigantes se sont posées : si la galaxie elle-même, une structure complexe, fait partie d’une structure plus vaste, alors cette structure pourrait-elle faire partie de quelque chose d’encore plus grand ? Et, finalement, y a-t-il une limite à une telle structure hiérarchique, lorsque chaque système fait partie d’un autre ?

Une réponse positive à la première question est confirmée par la présence de superamas de galaxies, qui à leur tour dépassent les filaments galactiques, ou comme on les appelle autrement « murs ». Leur épaisseur est en moyenne d'environ 10 millions de lumière. années, et la longueur est de 160 à 260 millions d'années-lumière. Cependant, pour répondre à la deuxième question, il convient de noter que les superamas de galaxies ne sont pas une sorte de structure isolée, mais seulement des sections plus denses de parois galactiques. Par conséquent, les scientifiques sont aujourd’hui convaincus que ce sont les filaments (parois) galactiques, les plus grandes structures cosmiques, combinées à des vides (espace vide exempt d’amas d’étoiles) qui forment la structure fibreuse ou cellulaire de l’Univers.

Position de la Terre dans l'Univers

En nous éloignant quelque peu du sujet, indiquons la position de notre planète dans une structure aussi complexe :

1. Système planétaire : Solaire
2. Nuage interstellaire local
3. Bras galactique d'Orion
4. Galaxie : Voie Lactée
5. Amas de galaxies :
6. Superamas de galaxies : Superamas local (Vierge)
7. Superamas de galaxies : Laniakea
8. Mur : Complexe de superamas Poissons-Cètus

Les résultats des recherches modernes affirment que l’Univers se compose d’au moins 200 milliards de galaxies. Les parois galactiques, de par leur nature, sont relativement plates et constituent les parois des « cellules » de l'Univers, et les lieux de leurs intersections forment des superamas de galaxies. Au centre de ces cellules se trouvent des vides (anglais void - emptiness).

L'analyse du modèle tridimensionnel de distribution des galaxies formé par les scientifiques suggère que la structure cellulaire est observée à une distance de plus d'un milliard d'années-lumière dans n'importe quelle direction. Ces informations suggèrent qu'à l'échelle de plusieurs centaines de millions d'années-lumière, n'importe quel fragment de l'Univers contiendra presque la même quantité de matière. Et cela prouve qu’aux échelles indiquées l’Univers est homogène.

Raisons de l'émergence de la structure à grande échelle de l'Univers

Malgré la présence de structures à grande échelle telles que des parois galactiques et des filaments, les amas de galaxies sont toujours considérés comme les plus grandes structures stables. Le fait est que l'expansion connue de l'Univers étire progressivement la structure de tous les objets, et seule la gravité peut combattre cette force. À la suite d’observations d’amas et de superamas, un effet aussi étonnant que « » a été découvert. C'est-à-dire que les rayons traversant l'espace interstellaire sont courbés, ce qui indique la présence d'une énorme masse invisible et cachée. Il peut appartenir à divers corps cosmiques inobservables, mais à une telle échelle, il appartient très probablement à

Croix d'Einstein - Quasar à lentille gravitationnelle

Sur la base d'une quasi-homogénéité, les scientifiques sont convaincus que la matière dans l'Univers doit être répartie uniformément. Mais la particularité de la gravité est qu'elle a tendance à attirer toutes les particules physiques vers des structures denses, violant ainsi l'homogénéité. Ainsi, quelque temps après le Big Bang, des inhomogénéités mineures dans la répartition de la matière dans l'espace ont commencé à se concentrer de plus en plus dans certaines structures. Leur gravité croissante (due à l’augmentation de la masse volumique) a progressivement ralenti l’expansion jusqu’à l’arrêter complètement. De plus, dans certaines régions, l'expansion s'est transformée en compression, ce qui a provoqué la formation de galaxies et d'amas de galaxies.

Ce modèle a été testé à l'aide de calculs informatiques. Prenant en compte des fluctuations très insignifiantes (oscillations, déviations) de l'homogénéité du rayonnement de fond cosmique micro-onde, l'ordinateur a calculé que les mêmes petites fluctuations après le Big Bang avec l'aide de la gravité auraient bien pu donner naissance à des amas de galaxies et à des cellules. structure à grande échelle de l'Univers.

Toute personne, même allongée sur le canapé ou assise près de l'ordinateur, est constamment en mouvement. Ce mouvement continu dans l’espace a des directions variées et des vitesses énormes. Tout d’abord, la Terre se déplace autour de son axe. De plus, la planète tourne autour du Soleil. Mais ce n'est pas tout. Nous parcourons des distances bien plus impressionnantes avec le système solaire.

Le Soleil est l'une des étoiles situées dans le plan de la Voie Lactée, ou simplement de la Galaxie. Il est éloigné du centre de 8 kpc, et la distance du plan de la Galaxie est de 25 pc. La densité stellaire dans notre région de la Galaxie est d’environ 0,12 étoiles pour 1 pc3. La position du système solaire n’est pas constante : il est en mouvement constant par rapport aux étoiles proches, au gaz interstellaire et enfin autour du centre de la Voie lactée. Le mouvement du système solaire dans la Galaxie a été remarqué pour la première fois par William Herschel.

Se déplacer par rapport aux étoiles proches

La vitesse de déplacement du Soleil jusqu'à la frontière des constellations Hercule et Lyre est de 4 p.s. par an, soit 20 km/s. Le vecteur vitesse est dirigé vers ce qu'on appelle le sommet - le point vers lequel le mouvement des autres étoiles proches est également dirigé. Directions des vitesses des étoiles, incl. Les soleils se croisent en un point opposé au sommet, appelé antiapex.

Se déplacer par rapport aux étoiles visibles

Le mouvement du Soleil par rapport aux étoiles brillantes visibles sans télescope est mesuré séparément. C'est un indicateur du mouvement standard du Soleil. La vitesse d'un tel mouvement est de 3 UA. par an ou 15 km/s.

Se déplacer par rapport à l'espace interstellaire

Par rapport à l'espace interstellaire, le système Solaire se déplace déjà plus vite, la vitesse est de 22 à 25 km/s. Dans le même temps, sous l'influence du « vent interstellaire » qui « souffle » de la région sud de la Galaxie, le sommet se déplace vers la constellation d'Ophiuchus. Le décalage est estimé à environ 50.

Naviguer au centre de la Voie Lactée

Le système solaire est en mouvement par rapport au centre de notre Galaxie. Elle se dirige vers la constellation du Cygne. La vitesse est d'environ 40 UA. par an, soit 200 km/s. Une révolution complète nécessite 220 millions d'années. Il est impossible de déterminer la vitesse exacte, car le sommet (le centre de la Galaxie) nous est caché derrière d’épais nuages ​​de poussière interstellaire. Le sommet se déplace de 1,5° tous les millions d'années et boucle un cercle complet en 250 millions d'années, soit 1 année galactique.

Voyage aux confins de la Voie Lactée

Mouvement de la Galaxie dans l'espace

Notre galaxie ne reste pas non plus immobile, mais se rapproche de la galaxie d'Andromède à une vitesse de 100 à 150 km/s. Un groupe de galaxies, dont fait partie la Voie Lactée, se déplace vers le grand amas de la Vierge à une vitesse de 400 km/s. Il est difficile d’imaginer, et encore plus difficile de calculer, la distance que nous parcourons chaque seconde. Ces distances sont énormes et les erreurs dans ces calculs sont encore assez importantes.

Si vous interrogez l'un d'entre nous sur notre lieu de résidence, la réponse sera très probablement le nom de la ville ou du village, de la rue, de la maison, de l'appartement. Peut-être que quelqu'un nommera un autre pays, ou qu'un autre farceur dira qu'il vit sur la planète Terre. C'est ainsi que nous vivons sur Terre, et nous ne savons pas tous quelle place elle occupe dans le vaste Univers. Le premier point de notre discours astronomique sera notre Terre. Il s'agit d'une planète plutôt inhabituelle, dotée d'une composition atmosphérique unique, d'immenses océans à sa surface et protégée des rayonnements externes par un puissant champ magnétique, une couche d'ozone et une ionosphère. La Terre est à une distance de 1 unité astronomique du Soleil. Il n'est pas difficile de deviner que le concept même d'unité astronomique est né comme une sorte de valeur standard. Si nous convertissons cette distance en kilomètres, nous obtenons alors la distance maximale entre la Terre et le Soleil - Aphélie, égale à environ 152 millions de kilomètres. C'est à quelle distance notre planète se trouve du Soleil. Ou est-ce encore proche ?
Apparemment, c'est encore proche, car, par exemple, Pluton, qui se trouve presque à la frontière de notre système solaire, se trouve déjà à une distance de 12 milliards de kilomètres, soit 80 unités astronomiques. C'est notre immense système planétaire. De plus, la place principale n'y est pas occupée par les planètes, mais par notre étoile - le Soleil, qui représente environ 99 pour cent de la masse de l'ensemble du système solaire. Il n’est pas difficile de calculer que toutes les planètes, y compris non seulement la petite Terre, mais aussi le géant Jupiter, représentent moins d’un pour cent de sa masse. Cela fait vraiment réfléchir à notre place dans l’Univers. Dans le système solaire, la Terre, malgré toutes ses caractéristiques, n'est qu'une des planètes du groupe terrestre, qui comprend également Mercure, Vénus et Mars.
Du Soleil à la Voie Lactée
Mais passons à autre chose - nous avons réalisé que nous faisons partie des planètes du groupe Terrestre, dans le système solaire, dont la base est l'étoile Soleil. Pour mieux comprendre l'échelle, il convient de noter que notre Soleil, qui depuis la Terre ressemble à une petite lanterne lumineuse, a en réalité un diamètre égal à près de 109 fois le diamètre de la Terre. « Quel immense soleil ! » - une pensée me vient à l'esprit. Cependant, selon les normes de la galaxie, il ne s’agit que d’une naine jaune ordinaire, une étoile très petite et peu visible. Parmi la brillante tribu d’étoiles, il existe des géantes rouges colossales qui sont des milliers de fois plus grandes que le Soleil. Telle est la balance !
Bien entendu, le Soleil fait également partie d’un système encore plus vaste. Et un tel système est notre galaxie – la Voie Lactée. C'est une partie de celui-ci qui est visible par une nuit claire et sans lune, comme une bande brumeuse traversant tout le ciel. Si nous regardons cette bande avec des jumelles, nous verrons un grand nombre d'étoiles. En effet, dans notre galaxie, outre le Soleil, il y a environ 200 milliards d'étoiles, même si certains scientifiques estiment qu'il y en a deux fois plus. Toutes ces étoiles forment une immense spirale qui tourne autour de son centre.
Notre Soleil occupe une position loin d'être centrale dans cette dispersion d'étoiles, étant situé dans l'une des branches de la spirale - dans le bras d'Orion. Et comme des milliards d’autres luminaires, il tourne autour du centre de la galaxie. Dans le même temps, le Soleil est plus proche de la périphérie, à une distance d'environ 26 000 années-lumière de ce centre. Autrement dit, si nous y volons à la vitesse de la lumière, des millénaires s'écouleront avant que nous atteignions le cœur de la Galaxie.
De la Galaxie à l'infini
Nous avons maintenant atteint l'immense galaxie de la Voie lactée, d'un diamètre de 100 000 années-lumière, qui, sous la forme d'un disque spiralé composé de myriades d'étoiles, traverse l'espace et le temps. Mais notre galaxie n’est pas seule dans l’Univers. Il y en a un très grand nombre : les astronomes modernes peuvent actuellement observer 100 milliards de galaxies. Mais apparemment, il y en a beaucoup plus.
Notre galaxie a des voisins : les Grands et Petits Nuages ​​de Magellan et la Galaxie d'Andromède. Avec ses voisines, la Voie Lactée fait partie du groupe local des Galaxies. En plus de ceux répertoriés, il comprend une cinquantaine d’autres systèmes.
Le groupe local de galaxies fait à son tour partie du superamas de galaxies de la Vierge, qui couvre les galaxies dans un rayon de 200 millions d'années-lumière et contient environ trente mille galaxies.
L'ampleur étonne l'imagination et suscite une sorte de respect face à l'énormité de tels systèmes. Mais et ensuite ? Ensuite, nous pouvons mettre en évidence cette partie de l'Univers que nous pouvons observer avec tous les instruments dont nous disposons - elle s'appelle la Métagalaxie. Vient ensuite l'Univers tout entier dans son ensemble, dont la présence de frontières, bien que la physique moderne le reconnaisse, leur définition exacte n'est encore qu'à un niveau hypothétique.