Locația sistemului solar în galaxia Calea Lactee. Locul nostru în univers Locația pământului în univers

Oamenilor antici, Pământul li se părea imens. La urma urmei, nimeni nu a reușit să o ocolească pe jos și nici măcar să se plimbe călare. Prin urmare, filozofii antici, gândindu-se la structura Universului, au plasat Pământul în centrul său. Toate corpurile cerești, credeau ei, se învârt în jurul Pământului.

În lumea modernă, când există aviație și nave spațiale, ideea că planeta noastră nu este deloc centrul universului nu pare sedițioasă nimănui.
Cu toate acestea, această idee a fost exprimată pentru prima dată în secolul al III-lea î.Hr. Aristarh din Samos. Din păcate, aproape toate lucrările acestui om de știință grec antic s-au pierdut și ne sunt cunoscute doar în repetarea contemporanului său Arhimede. Prin urmare, presupunerea că Pământul se învârte în jurul Soarelui (și nu Soarele în jurul Pământului) este de obicei asociată cu numele astronomului polonez Nicolaus Copernic, care a trăit în secolele XV-XVI. Copernic a aranjat planetele sistemului solar cunoscut de el astfel: Mercur, Venus, Pământul, Marte, Jupiter și Saturn se învârt în jurul Soarelui, iar Luna se învârte în jurul Pământului. Dar mai în spatele lui Saturn, Copernic a plasat „sfera stelelor fixe” - un fel de zid care înconjoară Universul. Dar Copernic nu a putut ghici ce era în spatele lui - nu avea suficiente date pentru asta. Nu trebuie să-l acuzăm pe Copernic de miopie, deoarece telescopul care a adus spațiul îndepărtat mai aproape de noi a fost folosit pentru prima dată de Galileo doar o sută de ani mai târziu.

Omul de știință grec antic Ptolemeu a dezvoltat un model al Universului în care Pământul se afla în centrul universului, iar restul corpurilor cerești se învârteau în jurul lui.

Știința modernă știe că Soarele nostru este una dintre nenumăratele stele din Univers, nu cea mai mare, nici cea mai strălucitoare, nici cea mai fierbinte, în plus, Soarele este situat departe de centrul galaxiei noastre - un grup uriaș de stele, care include Soare. Și în asta suntem norocoși. La urma urmei, altfel asemenea fluxuri de raze cosmice ar cădea pe Pământ, încât viața cu greu ar apărea pe el. 9 planete mari se învârt în jurul Soarelui, planete minore - asteroizi, comete și „pietricele” foarte mici - meteoroizi. Toate acestea împreună formează sistemul solar.


Conform ideilor moderne, 9 planete mari se învârt în jurul Soarelui. Cele 4 cele mai apropiate de Soare sunt mici și solide. Urmează centura planetelor mici (asteroizi), iar în spatele ei se află planetele gigantice, formate în principal din lichide și gaze. Cea mai îndepărtată planetă cunoscută din sistemul solar, Pluto, este și cea mai mică și mai rece.

Pământul este una dintre cele 9 planete. Nu cel mai mare, dar nu cel mai mic, nu cel mai apropiat de Soare, dar nu cel mai îndepărtat. Cea mai mare planetă este Jupiter. Masa sa este de 318 ori mai mare decât cea a Pământului. Dar Jupiter nu are o suprafață solidă pe care să meargă. Cea mai îndepărtată planetă de Soare, Pluto, este de aproape 40 de ori mai departe de Soare decât Pământ. Suprafața sa este dură, ar fi ușor să mergi pe ea - Pluto este mai mic decât Luna și atrage slab spre sine. E doar frig acolo: temperatura este cu 200-240°C sub punctul de îngheț al apei. În astfel de condiții, nu numai apa, ci și majoritatea gazelor devin solide. Dar pe Venus, cel mai apropiat vecin al nostru, temperatura este peste +450°C. Se pare că Pământul este singura planetă din Univers potrivită până acum pentru viață.

De la Pământ la Soare sunt aproximativ 150 de milioane de km. Este mult sau puțin? Să comparăm această distanță cu dimensiunile Soarelui și ale Pământului. Diametrul Soarelui este de aproximativ 100 de ori mai mic, iar diametrul Pământului este de 10.000 de ori mai mic. Aceasta înseamnă că, dacă înfățișăm Soarele ca un cerc cu diametrul de 1 cm (dimensiunea unei monede de 1 rublă), atunci va trebui să desenăm Pământul la o distanță de 1 m (la celălalt capăt al unui tabel mare). ), și abia se va observa exact.

Timp de secole, mii de oameni au căutat răspunsul la întrebarea fundamentală: ce se află în centrul Universului?

Locuitorii Greciei din secolul al III-lea î.Hr. au apelat la cerul nopții pentru răspunsuri.

Din moment ce privim cerul de la sol, înseamnă că suntem în centru.

Conform teoriei lui Aristotel, se credea că lumea este formată din 4 elemente: pământ, apă, foc și aer. Aceste elemente sunt situate în interiorul sferei solide și o deplasează. Observăm fiecare dintre aceste sfere sub forma unei stele. Iar Universul cu toate stelele sale este situat pe sfera cea mai exterioară. Această teorie explică într-adevăr bine mișcarea cerului înstelat. Această viziune asupra Universului a durat câteva secole.

În 1543, Copernic a propus un nou model. În opinia sa, Soarele este în centrul Universului. La început, puțini oameni au ascultat un punct de vedere atât de radical. Cu toate acestea, noi descoperiri și observații științifice din acea vreme au început să confirme modelul copernican:

1. Johannes Kepler a demonstrat că orbitele nu sunt perfect circulare.

2. Galileo a observat că lunile lui Jupiter se învârteau exclusiv în jurul lui Jupiter.

3. Newton a descoperit legea gravitației universale, conform căreia toate lucrurile se atrag unele pe altele.

În cele din urmă s-a recunoscut că Pământul nu era centrul Universului.

În 1580, filosoful și gânditorul italian Giordano Bruno a emis ipoteza că orice stea ar putea fi Soarele cu planetele sale. Iar Universul este de fapt infinit. Societatea Renașterii a reacționat foarte dur la învățăturile sale. Ulterior, Bruno și-a plătit pentru credințele sale cu viața.

Au trecut câteva secole și Rene Deckard a prezentat o nouă doctrină, conform căreia Universul este format din formațiuni, fiecare dintre acestea fiind un amestec de vârtejuri și vârtejuri, cu stele în centru.

Pe măsură ce telescoapele s-au îmbunătățit, astronomii au devenit din ce în ce mai convinși că Soarele este doar una dintre nenumăratele stele din Calea Lactee. Iar restul tiparelor de pe cerul nopții sunt alte galaxii, la fel de uriașe precum Calea Lactee. Poate că suntem foarte departe de centru, contrar așteptărilor noastre.

În secolul al XX-lea, astronomii au efectuat cercetări științifice. Ei au monitorizat nebuloase pentru a le înțelege mișcarea. Conform efectului Doppler, va fi văzut un spectru albastru pentru obiectele care se deplasează spre noi și un spectru roșu departe de noi. În timpul procesului de observare, a apărut doar culoarea roșie. Obiectele se mișcau cu viteză mare în direcții opuse.

Acest studiu confirmă teoria Big Bang. Conform teoriei, toată materia din Univers a fost inițial comprimată într-un punct cu densitate infinită. Nu a fost doar o explozie în spațiu, a fost o explozie a spațiului în sine, care a dus la o expansiune nesfârșită a materiei. Se dovedește că Universul nu poate avea un centru, deoarece este infinit.

Progresul nu stă pe loc. Ceea ce este adevărat astăzi poate deveni fals mâine. Noile descoperiri au reușit deja să răstoarne imaginea universului cunoscut de secole. Și, după cum se dovedește, chiar și cele mai nebunești presupuneri se pot dovedi a fi teorii corecte care ne apropie de descoperirea adevărului.

Structura pe scară largă a Universului seamănă cu un sistem de vene și fibre separate de goluri

Structura pe scară largă a Universului este un termen cosmologic care denotă structura distribuției materiei în Univers în cea mai mare măsură.

Un exemplu de cea mai simplă structură din spațiul cosmic este sistemul planetă-sateliți. În afară de cele două planete cele mai apropiate de Soare (Mercur și Venus), toate celelalte au propriul satelit, iar în cele mai multe cazuri nici măcar unul. Dacă doar Luna însoțește Pământul, atunci planete întregi se învârt în jurul lui Jupiter, deși unele dintre ele sunt destul de mici. Cu toate acestea, împreună cu sateliții lor, planetele sistemului solar se învârt în jurul soarelui, formând așa-numitul sistem planetar.

Ca rezultat al observațiilor, astronomii au descoperit că majoritatea celorlalte stele fac, de asemenea, parte din sistemele planetare. În același timp, luminarii înșiși formează adesea sisteme și grupuri, care sunt numite stelare. Conform datelor disponibile, partea predominantă a stelelor sunt , sau cu un multiplu al numărului de lumini. În acest sens, Soarele nostru este considerat atipic, deoarece nu are o pereche

Dacă luăm în considerare spațiul circumsolar la o scară mai mare, devine evident că toate clusterele stelare, împreună cu sistemele lor planetare, formează o insulă stelară, așa-numita.

Istoria studiului structurii Universului

Ideea unei structuri pe scară largă a Universului a fost gândită pentru prima dată de remarcabilul astronom William Herschel. El a fost cel care a făcut descoperiri precum descoperirea planetei Uranus și a celor doi sateliți ai săi, a doi sateliți ai lui Saturn, descoperirea radiației infraroșii și ideea sistemului solar prin spațiul cosmic. După ce a construit independent un telescop și a efectuat observații, a efectuat calcule volumetrice ale corpurilor de iluminat cu luminozitate diferită în anumite zone ale cerului și a ajuns la concluzia că există un număr mare de insule stele în spațiul cosmic.

Mai târziu, la începutul secolului al XX-lea, cosmologul american Edwin Hubble a reușit să demonstreze că unele nebuloase aparțin altor structuri decât Calea Lactee. Adică, se știa în mod sigur că diferite grupuri de stele există și în afara galaxiei noastre. Cercetările în această direcție au extins curând foarte mult înțelegerea noastră despre Univers. S-a dovedit că, pe lângă Calea Lactee, există zeci de mii de alte galaxii în spațiul cosmic. În încercarea de a compila o hartă simplificată a Universului vizibil, oamenii de știință au dat peste faptul remarcabil că galaxiile din spațiu constituie alte structuri de dimensiuni inimaginabile.

De-a lungul timpului, oamenii de știință au descoperit că galaxiile singuratice sunt un fenomen destul de rar în Univers. Marea majoritate a galaxiilor formează clustere la scară mare, care pot fi de diverse forme și includ două galaxii sau un multiplu dintre ele, până la câteva mii. Pe lângă imensele insule stelare, aceste structuri stelare masive includ și acumulări de gaz încălzit la temperaturi ridicate. În ciuda densității sale foarte scăzute (de mii de ori mai puțin decât în ​​atmosfera solară), masa acestui gaz poate depăși semnificativ masa totală a tuturor stelelor din unele populații de galaxii.

Rezultatele observațiilor și calculelor au condus oamenii de știință la ideea că grupurile de galaxii pot forma și alte structuri mai mari. În urma acesteia, au apărut două întrebări interesante: dacă galaxia în sine, o structură complexă, face parte dintr-o structură mai mare, atunci ar putea această structură să facă parte din ceva și mai mare? Și, până la urmă, există o limită a unei astfel de structuri ierarhice, atunci când fiecare sistem face parte dintr-un altul?

Un răspuns pozitiv la prima întrebare este confirmat de prezența superclusterelor de galaxii, care, la rândul lor, depășesc filamentele galactice, sau așa cum sunt altfel numite „pereți”. Grosimea lor este în medie de aproximativ 10 milioane de lumină. ani, iar lungimea este de 160 - 260 de milioane de ani lumină. Cu toate acestea, răspunzând la a doua întrebare, trebuie remarcat faptul că superclusterele de galaxii nu sunt un fel de structură izolată, ci doar secțiuni mai dense ale pereților galactici. Prin urmare, oamenii de știință de astăzi sunt încrezători că filamentele galactice (pereții), cele mai mari structuri cosmice, combinate cu goluri (spațiu gol, lipsit de grupuri de stele) sunt cele care formează structura fibroasă sau celulară a Universului.

Poziția Pământului în Univers

Îndepărtându-ne oarecum de subiect, să indicăm poziția planetei noastre într-o structură atât de complexă:

1. Sistem planetar: solar
2. Nor local interstelar
3. Brațul galactic al lui Orion
4. Galaxia: Calea Lactee
5. cluster galactic:
6. Supercluster de galaxii: Supercluster local (Fecioara)
7. Supercluster galactic: Laniakea
8. Perete: Complexul Supercluster Pești-Cetus

Rezultatele cercetărilor moderne susțin că Universul este format din cel puțin 200 de miliarde de galaxii. Pereții galactici, prin natura lor, sunt relativ plate și constituie pereții „celulelor” Universului, iar locurile de intersecții ale acestora formează superclustere de galaxii. În centrul acestor celule există goluri (în engleză void - emptiness).

Analiza modelului tridimensional al distribuției galaxiilor format de oamenii de știință sugerează că structura celulară este observată la o distanță de peste un miliard de ani lumină în orice direcție. Aceste informații sugerează că, la o scară de câteva sute de milioane de ani lumină, orice fragment al Universului va avea aproape aceeași cantitate de materie. Și asta dovedește că pe scalele indicate Universul este omogen.

Motive pentru apariția structurii pe scară largă a Universului

În ciuda prezenței unor astfel de structuri la scară mare, cum ar fi pereții și filamentele galactici, grupurile de galaxii sunt încă considerate cele mai mari structuri stabile. Faptul este că expansiunea cunoscută a Universului întinde treptat structura oricăror obiecte și numai gravitația poate lupta împotriva acestei forțe. Ca rezultat al observațiilor clusterelor și superclusterelor, a fost descoperit un efect uimitor precum „ ”. Adică, razele care trec prin spațiul interstelar sunt îndoite, ceea ce indică prezența unei mase uriașe invizibile, ascunse în el. Poate să aparțină diferitelor corpuri cosmice neobservabile, dar la o asemenea scară îi aparține cel mai probabil

Crucea Einstein - Quasar cu lentile gravitaționale

Pe baza aproape omogenă, oamenii de știință sunt convinși că materia din Univers ar trebui să fie distribuită uniform. Dar particularitatea gravitației este că tinde să atragă orice particule fizice în structuri dense, încălcând astfel omogenitatea. Astfel, la ceva timp după Big Bang, neomogenitățile minore în distribuția materiei în spațiu au început să se concentreze din ce în ce mai mult în anumite structuri. Gravitația lor în creștere (datorită creșterii masei pe volum) a încetinit treptat expansiunea până când a oprit-o cu totul. Mai mult, în unele părți expansiunea s-a transformat în compresie, care a devenit motivul formării galaxiilor și a clusterelor de galaxii.

Acest model a fost testat folosind calcule computerizate. Ținând cont de fluctuații (oscilații, abateri) foarte nesemnificative în omogenitatea radiației cosmice de fond cu microunde, computerul a calculat că aceleași mici fluctuații după Big Bang cu ajutorul gravitației ar fi putut foarte bine să dea naștere unor clustere de galaxii și a celulelor celulare. structura pe scară largă a Universului.

Orice persoană, chiar și întinsă pe canapea sau așezată lângă computer, este în continuă mișcare. Această mișcare continuă în spațiul cosmic are o varietate de direcții și viteze enorme. În primul rând, Pământul se mișcă în jurul axei sale. În plus, planeta se rotește în jurul Soarelui. Dar asta nu este tot. Parcurgem distante mult mai impresionante impreuna cu Sistemul Solar.

Soarele este una dintre stelele situate în planul Căii Lactee, sau pur și simplu Galaxia. Este distanta de centru cu 8 kpc, iar distanta de la planul Galaxy este de 25 pc. Densitatea stelară în regiunea noastră a Galaxiei este de aproximativ 0,12 stele pe 1 pc3. Poziția Sistemului Solar nu este constantă: este în mișcare constantă în raport cu stelele din apropiere, gazul interstelar și, în sfârșit, în jurul centrului Căii Lactee. Mișcarea sistemului solar în galaxie a fost observată pentru prima dată de William Herschel.

Se deplasează în raport cu stelele din apropiere

Viteza de deplasare a Soarelui la granița constelațiilor Hercule și Lyra este de 4 a.s. pe an, sau 20 km/s. Vectorul viteză este îndreptat spre așa-numitul apex - punctul către care este îndreptată și mișcarea altor stele din apropiere. Direcții ale vitezelor stelelor, incl. Sorii se intersectează într-un punct opus apexului, numit antiapex.

Mișcare în raport cu stelele vizibile

Mișcarea Soarelui în raport cu stelele strălucitoare care pot fi văzute fără telescop este măsurată separat. Acesta este un indicator al mișcării standard a Soarelui. Viteza unei astfel de mișcări este de 3 UA. pe an sau 15 km/s.

Mișcare în raport cu spațiul interstelar

În raport cu spațiul interstelar, sistemul solar se mișcă deja mai repede, viteza este de 22-25 km/s. În același timp, sub influența „vântului interstelar”, care „suflă” din regiunea de sud a Galaxiei, vârful se mută către constelația Ophiuchus. Schimbarea este estimată la aproximativ 50.

Navigarea în jurul centrului Căii Lactee

Sistemul solar este în mișcare față de centrul galaxiei noastre. Se deplasează spre constelația Cygnus. Viteza este de aproximativ 40 UA. pe an, sau 200 km/s. O revoluție completă necesită 220 de milioane de ani. Este imposibil de determinat viteza exactă, deoarece vârful (centrul Galaxiei) este ascuns de noi în spatele norilor denși de praf interstelar. Apexul se deplasează cu 1,5° la fiecare milion de ani și completează un cerc complet în 250 de milioane de ani, sau 1 an galactic.

Călătorie până la marginea Căii Lactee

Mișcarea galaxiei în spațiul cosmic

Nici Galaxia noastră nu stă pe loc, dar se apropie de Galaxia Andromeda cu o viteză de 100-150 km/s. Un grup de galaxii, care include Calea Lactee, se îndreaptă spre marele cluster Fecioară cu o viteză de 400 km/s. Este greu de imaginat, și chiar mai dificil de calculat, cât de departe călătorim în fiecare secundă. Aceste distanțe sunt enorme, iar erorile în astfel de calcule sunt încă destul de mari.

Dacă ne întrebați pe oricare dintre noi despre locul nostru de reședință, cel mai probabil răspunsul va fi numele orașului sau satului, străzii, casei, apartamentului. Poate cineva va numi o altă țară, sau un alt glumeț va spune că trăiește pe planeta Pământ. Așa trăim pe Pământ și nu toți știm ce loc ocupă în vastul Univers. Primul punct al adresei noastre astronomice va fi Pământul nostru. Aceasta este o planetă destul de neobișnuită, care are o compoziție atmosferică unică, oceane uriașe pe suprafața sa și este protejată de radiațiile externe de un câmp magnetic puternic, strat de ozon și ionosferă. Pământul se află la o distanță de 1 unitate astronomică de Soare. Nu este greu de ghicit că însuși conceptul de unitate astronomică a apărut ca un fel de valoare standard. Dacă convertim această distanță în kilometri, atunci obținem distanța distanței maxime a Pământului față de Soare - Afeliu, egală cu aproximativ 152 de milioane de kilometri. Aceasta este cât de departe se află planeta noastră de Soare. Sau mai este aproape?
Aparent, este încă aproape, pentru că, de exemplu, Pluto, care este situat aproape la granița sistemului nostru solar, este deja situat la o distanță de 12 miliarde de kilometri, sau 80 de unități astronomice. Acesta este imensul nostru sistem planetar. Mai mult, locul principal în ea este ocupat nu de planete, ci de Steaua noastră - Soarele, care reprezintă aproximativ 99 la sută din masa întregului sistem solar. Nu este greu de calculat că toate planetele, inclusiv nu numai micul Pământ, ci și gigantul Jupiter, reprezintă mai puțin de un procent din masa sa. Chiar te face să te gândești la locul nostru în Univers. În sistemul solar, Pământul, în ciuda tuturor caracteristicilor sale, este doar una dintre planetele grupului terestru, care, pe lângă el, include și Mercur, Venus și Marte.
De la Soare la Calea Lactee
Dar să mergem mai departe - ne-am dat seama că ne aflăm printre planetele grupului terestru, în sistemul solar, a cărui bază este steaua Soare. Pentru a înțelege mai bine scara, este de remarcat faptul că Soarele nostru, care de pe Pământ arată ca un mic felinar strălucitor, are de fapt un diametru egal cu aproape 109 ori diametrul Pământului. „Ce soare imens!” - îmi vine în minte un gând. Cu toate acestea, după standardele galaxiei, este doar o pitică galbenă obișnuită, o stea foarte mică și discretă. Printre tribul strălucitor de stele, există giganți roșii colosale care sunt de mii de ori mai mari decât Soarele. Așa sunt cântarele!
Desigur, Soarele face parte și dintr-un sistem și mai mare. Și un astfel de sistem este galaxia noastră – Calea Lactee. Este o parte din ea care este vizibilă într-o noapte senină fără lună, ca o fâșie de ceață care trece prin tot cerul. Dacă ne uităm la această dungă prin binoclu, vom vedea un număr mare de stele. Într-adevăr, în galaxia noastră, pe lângă Soare, există aproximativ 200 de miliarde de stele, deși unii oameni de știință sunt de părere că sunt de două ori mai multe. Toate aceste stele formează o spirală uriașă care se rotește în jurul centrului său.
Soarele nostru ocupă o poziție departe de centrală în această împrăștiere de stele, fiind situat într-una dintre ramurile spiralei - în brațul Orion. Și, la fel ca miliarde de alte corpuri de iluminat, se învârte în jurul centrului galaxiei. În același timp, Soarele este mai aproape de periferie la o distanță de aproximativ 26 de mii de ani lumină de acest centru. Adică, dacă zburăm acolo cu viteza luminii, atunci vor trece milenii înainte să ajungem în miezul Galaxiei.
De la galaxie la infinit
Acum am ajuns în imensa galaxie Calea Lactee, cu un diametru de 100 de mii de ani lumină, care, sub forma unui disc spiralat format din miriade de stele, se repezi prin spațiu și timp. Dar galaxia noastră nu este singură în Univers. Există un număr mare de ele - astronomii moderni pot observa în prezent 100 de miliarde de galaxii. Dar se pare că sunt mult mai mulți dintre ei.
Galaxia noastră are vecini - Norii Magellanic Mari și Mici și Galaxia Andromeda. Împreună cu vecinii săi, Calea Lactee face parte din grupul local de Galaxii. Pe lângă cele enumerate, include aproximativ 50 de alte sisteme.
Grupul Local de galaxii face, la rândul său, parte din Superclusterul de Galaxii Fecioare, care acoperă galaxii pe o rază de 200 de milioane de ani lumină și conține aproximativ treizeci de mii de galaxii.
Scara uimește imaginația și insuflă un fel de uimire față de enormitatea unor astfel de sisteme. Dar ce urmează? În continuare, putem evidenția acea parte a Universului pe care o putem observa cu toate instrumentele disponibile - se numește Metagalaxia. Urmează întregul Univers în ansamblu, a cărui prezență a granițelor, deși fizica modernă le recunoaște, definiția lor exactă este încă doar la nivel ipotetic.