La posizione del sistema solare nella galassia della Via Lattea. Il nostro posto nell'universo La posizione della terra nell'universo

Per gli antichi la Terra sembrava enorme. Dopotutto, nessuno è riuscito ad aggirarlo a piedi e nemmeno a cavalcare. Pertanto, gli antichi filosofi, pensando alla struttura dell'Universo, ponevano la Terra al centro. Tutti i corpi celesti, credevano, ruotano attorno alla Terra.

Nel mondo moderno, quando esistono l'aviazione e le astronavi, l'idea che il nostro pianeta non sia affatto il centro dell'universo non sembra sediziosa a nessuno.
Tuttavia, questa idea fu espressa per la prima volta nel III secolo a.C. Aristarco di Samo. Sfortunatamente, quasi tutte le opere di questo antico scienziato greco sono andate perdute e ci sono note solo nella rivisitazione del suo contemporaneo Archimede. Pertanto, l'ipotesi che la Terra ruoti attorno al Sole (e non il Sole attorno alla Terra) è solitamente associata al nome dell'astronomo polacco Nicolaus Copernicus, vissuto nei secoli XV-XVI. Copernico organizzò i pianeti del sistema solare a lui noti come segue: Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove e Saturno ruotano attorno al Sole e la Luna ruota attorno alla Terra. Ma più indietro dietro Saturno, Copernico collocò la "sfera delle stelle fisse" - una sorta di muro che racchiudeva l'Universo. Ma Copernico non poteva indovinare cosa ci fosse dietro: non aveva dati sufficienti per questo. Non bisogna accusare Copernico di miopia, perché il telescopio che avvicinò a noi lo spazio lontano fu utilizzato per la prima volta da Galileo solo cento anni dopo.

L'antico scienziato greco Tolomeo sviluppò un modello dell'Universo in cui la Terra era al centro dell'universo e il resto dei corpi celesti ruotavano attorno ad essa.

La scienza moderna sa che il nostro Sole è una delle innumerevoli stelle dell'Universo, non la più grande, non la più luminosa, non la più calda, inoltre, il Sole si trova lontano dal centro della nostra Galassia - un gigantesco ammasso di stelle, che comprende il Sole. E in questo siamo fortunati. Dopotutto, altrimenti tali flussi di raggi cosmici cadrebbero sulla Terra che la vita difficilmente sorgerebbe su di essa. Intorno al Sole ruotano 9 grandi pianeti, pianeti minori - asteroidi, comete e piccolissimi "ciottoli" - meteoroidi. Tutto questo insieme forma il sistema solare.


Secondo le idee moderne, 9 grandi pianeti ruotano attorno al Sole. I 4 più vicini al Sole sono piccoli e solidi. Successivamente si trova la cintura dei piccoli pianeti (asteroidi), e dietro di essa ci sono i pianeti giganti, costituiti principalmente da liquidi e gas. Il pianeta più lontano conosciuto nel sistema solare, Plutone, è anche il più piccolo e il più freddo.

La Terra è uno dei 9 pianeti. Non il più grande, ma nemmeno il più piccolo, non il più vicino al Sole, ma nemmeno il più lontano. Il pianeta più grande è Giove. La sua massa è 318 volte quella della Terra. Ma Giove non ha una superficie solida su cui camminare. Il pianeta più lontano dal Sole, Plutone, è quasi 40 volte più lontano dal Sole della Terra. La sua superficie è dura, sarebbe facile camminarci sopra: Plutone è più piccolo della Luna e attrae debolmente verso se stesso. Fa semplicemente freddo lì: la temperatura è 200-240°C sotto il punto di congelamento dell'acqua. In tali condizioni, non solo l'acqua, ma anche la maggior parte dei gas diventano solidi. Ma su Venere, il nostro vicino più vicino, la temperatura è superiore a +450°C. Si scopre che la Terra è finora l'unico pianeta nell'Universo adatto alla vita.

Dalla Terra al Sole ci sono circa 150 milioni di km. È molto o poco? Confrontiamo questa distanza con le dimensioni del Sole e della Terra. Il diametro del Sole è circa 100 volte più piccolo e il diametro della Terra è 10.000 volte più piccolo. Ciò significa che se rappresentiamo il Sole come un cerchio con un diametro di 1 cm (la dimensione di una moneta da 1 rublo), dovremo disegnare la Terra a una distanza di 1 m (all'altra estremità di un grande tavolo ) e la sua precisione sarà appena percettibile.

Per secoli migliaia di persone hanno cercato la risposta alla domanda fondamentale: cosa c'è al centro dell'Universo?

I residenti della Grecia nel 3° secolo a.C. si rivolgevano al cielo notturno per trovare risposte.

Poiché guardiamo il cielo da terra, significa che siamo al centro.

Secondo la teoria di Aristotele, si credeva che il mondo fosse composto da 4 elementi: terra, acqua, fuoco e aria. Questi elementi si trovano all'interno della sfera solida e la muovono. Osserviamo ciascuna di queste sfere sotto forma di stella. E l'Universo con tutte le sue stelle si trova sulla sfera più esterna. Questa teoria spiega davvero bene il movimento del cielo stellato. Questa visione dell'Universo durò per diversi secoli.

Nel 1543 Copernico propose un nuovo modello. Secondo lui il Sole è al centro dell'Universo. All’inizio poche persone ascoltavano un punto di vista così radicale. Tuttavia, nuove scoperte e osservazioni scientifiche dell'epoca iniziarono a confermare il modello copernicano:

1. Giovanni Keplero dimostrò che le orbite non sono perfettamente circolari.

2. Galileo notò che le lune di Giove ruotavano esclusivamente attorno a Giove.

3. Newton scoprì la legge di gravitazione universale, secondo la quale tutte le cose si attraggono.

Alla fine si riconobbe che la Terra non era il centro dell’Universo.

Nel 1580, il filosofo e pensatore italiano Giordano Bruno ipotizzò che qualsiasi stella potesse essere il Sole con i suoi pianeti. E l'Universo è in realtà infinito. La società rinascimentale ha reagito molto duramente ai suoi insegnamenti. Bruno in seguito pagò con la vita le sue convinzioni.

Passarono diversi secoli e Rene Deckard avanzò una nuova dottrina, secondo la quale l'Universo è costituito da formazioni, ognuna delle quali è una miscela di vortici e vortici, con le stelle al centro.

Con il miglioramento dei telescopi, gli astronomi si convinsero sempre più che il Sole fosse solo una delle innumerevoli stelle della Via Lattea. E il resto degli schemi nel cielo notturno sono altre galassie, enormi quanto la nostra Via Lattea. Forse siamo molto lontani dal centro, contrariamente alle nostre aspettative.

Nel 20° secolo, gli astronomi hanno condotto ricerche scientifiche. Hanno monitorato le nebulose per comprenderne il movimento. Secondo l'effetto Doppler, si vedrà uno spettro blu per gli oggetti che si muovono verso di noi, e uno spettro rosso lontano da noi. Durante il processo di osservazione è apparso solo il colore rosso. Gli oggetti si muovevano a grande velocità in direzioni opposte.

Questo studio conferma la teoria del Big Bang. Secondo la teoria, tutta la materia dell'Universo era originariamente compressa in un punto con densità infinita. Non si è trattato solo di un'esplosione nello spazio, si è trattato di un'esplosione dello spazio stesso, che ha provocato un'espansione infinita della materia. Si scopre che l'Universo non può avere un centro, poiché è infinito.

Il progresso non si ferma. Ciò che è vero oggi potrebbe diventare falso domani. Nuove scoperte sono già riuscite a ribaltare il quadro dell’universo conosciuto da secoli. E, a quanto pare, anche le ipotesi più folli possono rivelarsi teorie corrette che ci avvicinano alla scoperta della verità.

La struttura su larga scala dell'Universo ricorda un sistema di vene e fibre separate da vuoti

Struttura su larga scala dell'Universo è un termine cosmologico che denota la struttura della distribuzione della materia nell'Universo nella sua forma più ampia.

Un esempio della struttura più semplice nello spazio è il sistema pianeta-satellite. A parte i due pianeti più vicini al Sole (Mercurio e Venere), tutti gli altri hanno un proprio satellite, e nella maggior parte dei casi nemmeno uno. Se solo la Luna accompagna la Terra, allora interi pianeti ruotano attorno a Giove, anche se alcuni di essi sono piuttosto piccoli. Tuttavia, insieme ai loro satelliti, i pianeti del sistema solare ruotano attorno al sole, formando il cosiddetto sistema planetario.

Come risultato delle osservazioni, gli astronomi hanno scoperto che anche la maggior parte delle altre stelle fanno parte dei sistemi planetari. Allo stesso tempo, i luminari stessi spesso formano anche sistemi e ammassi, chiamati stellari. Secondo i dati disponibili, la parte predominante delle stelle è , o con un multiplo del numero dei luminari. A questo proposito, il nostro Sole è considerato atipico, poiché non ha una coppia

Se consideriamo lo spazio circumsolare su scala più ampia, diventa ovvio che tutti gli ammassi stellari, insieme ai loro sistemi planetari, formano un'isola stellare, la cosiddetta.

Storia dello studio della struttura dell'Universo

L'idea di una struttura su larga scala dell'Universo fu pensata per la prima volta dall'eccezionale astronomo William Herschel. Fu lui a fare scoperte come la scoperta del pianeta Urano e dei suoi due satelliti, due satelliti di Saturno, la scoperta della radiazione infrarossa e l'idea del sistema solare attraverso lo spazio. Dopo aver costruito autonomamente un telescopio ed effettuato osservazioni, ha effettuato calcoli volumetrici di luminari di diversa luminosità in alcune aree del cielo ed è giunto alla conclusione che nello spazio esiste un gran numero di isole stellari.

Più tardi, all'inizio del XX secolo, il cosmologo americano Edwin Hubble riuscì a dimostrare che alcune nebulose appartengono a strutture diverse dalla Via Lattea. Cioè, era noto in modo affidabile che esistono vari ammassi stellari anche al di fuori della nostra galassia. La ricerca in questa direzione ha presto ampliato notevolmente la nostra comprensione dell’Universo. Si è scoperto che oltre alla Via Lattea, nello spazio ci sono decine di migliaia di altre galassie. Nel tentativo di compilare una mappa semplificata dell'Universo visibile, gli scienziati si sono imbattuti nel fatto notevole che le galassie nello spazio costituiscono altre strutture di dimensioni inimmaginabili.

Nel corso del tempo, gli scienziati hanno scoperto che le galassie solitarie sono un fenomeno abbastanza raro nell'Universo. La stragrande maggioranza delle galassie forma ammassi su larga scala, che possono essere di varie forme e comprendere due galassie o un multiplo di esse, fino a diverse migliaia. Oltre alle enormi isole stellari, queste massicce strutture stellari comprendono anche accumuli di gas riscaldato ad alte temperature. Nonostante la sua densità molto bassa (migliaia di volte inferiore a quella dell'atmosfera solare), la massa di questo gas può superare significativamente la massa totale di tutte le stelle in alcune popolazioni di galassie.

I risultati delle osservazioni e dei calcoli hanno portato gli scienziati all'idea che gli ammassi di galassie possono formare anche altre strutture più grandi. Successivamente sono sorte due domande intriganti: se la galassia stessa, una struttura complessa, fa parte di una struttura più grande, allora questa struttura potrebbe essere parte di qualcosa di ancora più grande? E, alla fine, esiste un limite a tale struttura gerarchica, quando ogni sistema è parte di un altro?

Una risposta positiva alla prima domanda è confermata dalla presenza di superammassi di galassie, che a loro volta superano i filamenti galattici, o come vengono altrimenti chiamati “muri”. Il loro spessore è in media di circa 10 milioni di luce. anni e la lunghezza è di 160-260 milioni di anni luce. Tuttavia, rispondendo alla seconda domanda, va notato che i superammassi di galassie non sono una sorta di struttura isolata, ma solo sezioni più dense delle pareti galattiche. Pertanto, oggi gli scienziati sono convinti che siano i filamenti galattici (muri), le più grandi strutture cosmiche, combinati con i vuoti (spazio vuoto privo di ammassi stellari) a formare la struttura fibrosa o cellulare dell'Universo.

Posizione della Terra nell'Universo

Allontanandoci un po' dall'argomento, indichiamo la posizione del nostro pianeta in una struttura così complessa:

1. Sistema planetario: solare
2. Nube interstellare locale
3. Braccio galattico di Orione
4. Galassia: Via Lattea
5. Ammasso galattico:
6. Superammasso di galassie: Superammasso Locale (Vergine)
7. Superammasso galattico: Laniakea
8. Parete: Complesso del superammasso Pisces-Cetus

I risultati della ricerca moderna affermano che l’Universo è composto da almeno 200 miliardi di galassie. Le pareti galattiche, per loro natura, sono relativamente piatte e costituiscono le pareti delle “cellule” dell'Universo, e i luoghi delle loro intersezioni formano superammassi di galassie. Al centro di queste cellule ci sono dei vuoti (vuoto inglese - vuoto).

L'analisi del modello tridimensionale della distribuzione delle galassie formato dagli scienziati suggerisce che la struttura cellulare viene osservata a una distanza di oltre un miliardo di anni luce in qualsiasi direzione. Queste informazioni suggeriscono che su una scala di diverse centinaia di milioni di anni luce, qualsiasi frammento dell’Universo conterrà quasi la stessa quantità di materia. E questo dimostra che sulle scale indicate l'Universo è omogeneo.

Ragioni per l'emergere della struttura su larga scala dell'Universo

Nonostante la presenza di strutture su larga scala come pareti e filamenti galattici, gli ammassi di galassie sono ancora considerati le più grandi strutture stabili. Il fatto è che l'espansione conosciuta dell'Universo allunga gradualmente la struttura di qualsiasi oggetto e solo la gravità può combattere questa forza. Come risultato dell'osservazione di ammassi e superammassi, è stato scoperto un effetto sorprendente come " ". Cioè, i raggi che attraversano lo spazio interstellare sono piegati, il che indica la presenza di un'enorme massa invisibile e nascosta al suo interno. Potrebbe appartenere a vari corpi cosmici non osservabili, ma su tale scala molto probabilmente appartiene a

Croce di Einstein - Quasar con lente gravitazionale

Sulla base della quasi omogeneità, gli scienziati sono convinti che la materia nell'Universo dovrebbe essere distribuita in modo uniforme. Ma la particolarità della gravità è che tende a trascinare qualsiasi particella fisica in strutture dense, violando così l'omogeneità. Pertanto, qualche tempo dopo il Big Bang, piccole disomogeneità nella distribuzione della materia nello spazio cominciarono a concentrarsi sempre più in determinate strutture. La loro crescente gravità (dovuta all'aumento della massa per volume) ne rallentò progressivamente l'espansione fino ad arrestarla del tutto. Inoltre, in alcune parti l'espansione si è trasformata in compressione, che è diventata la ragione della formazione di galassie e ammassi di galassie.

Questo modello è stato testato utilizzando calcoli computerizzati. Tenendo conto delle fluttuazioni (oscillazioni, deviazioni) molto insignificanti nell'omogeneità della radiazione cosmica di fondo, il computer ha calcolato che le stesse piccole fluttuazioni dopo il Big Bang con l'aiuto della gravità avrebbero potuto benissimo dare origine ad ammassi di galassie e cellule cellulari struttura su larga scala dell’Universo.

Qualsiasi persona, anche sdraiata sul divano o seduta vicino al computer, è in costante movimento. Questo movimento continuo nello spazio ha una varietà di direzioni e velocità enormi. Innanzitutto la Terra si muove attorno al proprio asse. Inoltre, il pianeta ruota attorno al Sole. Ma non è tutto. Insieme al Sistema Solare copriamo distanze molto più impressionanti.

Il Sole è una delle stelle situate nel piano della Via Lattea, o semplicemente della Galassia. Dista dal centro 8 kpc e la distanza dal piano della Galassia è 25 pc. La densità stellare nella nostra regione della Galassia è di circa 0,12 stelle per 1 pc3. La posizione del Sistema Solare non è costante: è in costante movimento rispetto alle stelle vicine, al gas interstellare e, infine, attorno al centro della Via Lattea. Il movimento del Sistema Solare nella Galassia fu notato per la prima volta da William Herschel.

Muoversi rispetto alle stelle vicine

La velocità del movimento del Sole fino al confine delle costellazioni di Ercole e Lira è di 4 a.s. all'anno o 20 km/s. Il vettore velocità è diretto verso il cosiddetto apice, il punto verso il quale è diretto anche il movimento delle altre stelle vicine. Direzioni delle velocità delle stelle, incl. I soli si intersecano in un punto opposto all'apice, chiamato antiapice.

Movimento rispetto alle stelle visibili

Il movimento del Sole rispetto alle stelle luminose che possono essere viste senza telescopio viene misurato separatamente. Questo è un indicatore del movimento standard del Sole. La velocità di tale movimento è di 3 AU. all'anno o 15 km/s.

Muoversi rispetto allo spazio interstellare

In relazione allo spazio interstellare, il sistema solare si muove già più velocemente, la velocità è di 22-25 km/s. Allo stesso tempo, sotto l'influenza del “vento interstellare”, che “soffia” dalla regione meridionale della Galassia, l'apice si sposta nella costellazione dell'Ofiuco. Si stima che i turni siano circa 50.

Navigazione attorno al centro della Via Lattea

Il sistema solare è in movimento rispetto al centro della nostra Galassia. Si muove verso la costellazione del Cigno. La velocità è di circa 40 AU. all'anno o 200 km/s. Una rivoluzione completa richiede 220 milioni di anni. È impossibile determinare la velocità esatta, perché l'apice (il centro della Galassia) ci è nascosto dietro dense nubi di polvere interstellare. L'apice si sposta di 1,5° ogni milione di anni e completa un cerchio completo in 250 milioni di anni, o 1 anno galattico.

Viaggio ai confini della Via Lattea

Movimento della Galassia nello spazio

Anche la nostra Galassia non si ferma, ma si avvicina alla Galassia di Andromeda ad una velocità di 100-150 km/s. Un gruppo di galassie, di cui fa parte la Via Lattea, si sta muovendo verso il grande ammasso della Vergine ad una velocità di 400 km/s. È difficile immaginare, e ancor più difficile calcolare, la distanza che percorriamo ogni secondo. Queste distanze sono enormi e gli errori in tali calcoli sono ancora piuttosto grandi.

Se chiedi a qualcuno di noi qual è il nostro luogo di residenza, molto probabilmente la risposta sarà il nome della città o del villaggio, della strada, della casa, dell'appartamento. Forse qualcuno nominerà un altro paese, o qualche altro burlone dirà che vive sul pianeta Terra. È così che viviamo sulla Terra e non tutti sappiamo quale posto occupa nel vasto Universo. Il primo punto del nostro indirizzo astronomico sarà la nostra Terra. Questo è un pianeta piuttosto insolito, che ha una composizione atmosferica unica, enormi oceani sulla sua superficie ed è protetto dalle radiazioni esterne da un potente campo magnetico, dallo strato di ozono e dalla ionosfera. La Terra si trova a una distanza di 1 unità astronomica dal Sole. Non è difficile intuire che il concetto stesso di unità astronomica sia nato come una sorta di valore standard. Se convertiamo questa distanza in chilometri, otteniamo la distanza massima della Terra dal Sole - Afelio, pari a circa 152 milioni di chilometri. Questa è la distanza dal Sole del nostro pianeta. O è ancora vicino?
Apparentemente è ancora vicino, perché, ad esempio, Plutone, che si trova quasi al confine del nostro sistema solare, si trova già a una distanza di 12 miliardi di chilometri, ovvero 80 unità astronomiche. Questo è il nostro enorme sistema planetario. Inoltre, il posto principale in esso non è occupato dai pianeti, ma dalla nostra Stella: il Sole, che costituisce circa il 99% della massa dell'intero sistema solare. Non è difficile calcolare che tutti i pianeti, inclusa non solo la piccola Terra, ma anche il gigante Giove, costituiscono meno dell'1% della sua massa. Ti fa davvero pensare al nostro posto nell'Universo. Nel sistema solare, la Terra, nonostante tutte le sue caratteristiche, è solo uno dei pianeti del gruppo terrestre, che, oltre ad essa, comprende anche Mercurio, Venere e Marte.
Dal Sole alla Via Lattea
Ma andiamo avanti: ci siamo resi conto che siamo tra i pianeti del gruppo terrestre, nel sistema solare, la cui base è la stella Sole. Per comprendere meglio la scala reale, è opportuno notare che il nostro Sole, che dalla Terra appare come una piccola lanterna luminosa, in realtà ha un diametro pari a quasi 109 volte il diametro della Terra. "Che sole enorme!" - mi viene in mente un pensiero. Tuttavia, per gli standard della galassia, è solo una normale nana gialla, una stella molto piccola e poco appariscente. Tra la brillante tribù delle stelle ci sono colossali giganti rosse che sono migliaia di volte più grandi del Sole. Queste sono le scale!
Naturalmente, anche il Sole fa parte di un sistema ancora più grande. E un tale sistema è la nostra galassia: la Via Lattea. Ne è una parte visibile in una notte limpida e senza luna, come una striscia nebbiosa che attraversa l'intero cielo. Se guardiamo questa striscia con un binocolo, vedremo un numero enorme di stelle. Infatti, nella nostra galassia, oltre al Sole, ci sono circa 200 miliardi di stelle, anche se alcuni scienziati ritengono che ce ne siano il doppio. Tutte queste stelle formano un'enorme spirale che ruota attorno al proprio centro.
Il nostro Sole occupa una posizione tutt'altro che centrale in questa dispersione di stelle, essendo situato in uno dei rami della spirale, nel braccio di Orione. E, come miliardi di altri luminari, ruota attorno al centro della galassia. Allo stesso tempo, il Sole è più vicino alla periferia ad una distanza di circa 26mila anni luce da questo centro. Cioè, se voliamo lì alla velocità della luce, passeranno millenni prima di raggiungere il nucleo della Galassia.
Dalla Galassia all'infinito
Ora abbiamo raggiunto l'enorme galassia della Via Lattea, con un diametro di 100mila anni luce, che, sotto forma di un disco a spirale costituito da miriadi di stelle, corre attraverso lo spazio e il tempo. Ma la nostra galassia non è sola nell’Universo. Ce ne sono moltissimi: gli astronomi moderni possono attualmente osservare 100 miliardi di galassie. Ma a quanto pare ce ne sono molti di più.
La nostra galassia ha vicini: le Grandi e Piccole Nubi di Magellano e la Galassia di Andromeda. Insieme alle sue vicine, la Via Lattea fa parte del gruppo locale delle Galassie. Oltre a quelli elencati, comprende circa altri 50 sistemi.
Il Gruppo Locale di galassie fa a sua volta parte del Superammasso di Galassie della Vergine, che copre le galassie entro un raggio di 200 milioni di anni luce e contiene circa trentamila galassie.
La scala stupisce l'immaginazione e infonde una sorta di timore reverenziale davanti all'enormità di tali sistemi. Ma cosa succederà dopo? Successivamente possiamo evidenziare quella parte dell'Universo che possiamo osservare con tutti gli strumenti a nostra disposizione: si chiama Metagalassia. Poi viene l'intero Universo nel suo insieme, la presenza di confini dei quali, sebbene la fisica moderna riconosca, la loro esatta definizione è ancora solo a livello ipotetico.