Рубрика: Космические телескопы

Революция в астрономии: космический телескоп Джеймс Уэбб отправил на Землю первые снимки

Ослепительные снимки телескопа Джеймс Уэбб станут настоящей революцией в астрономии

Ну что, готовы лицезреть новые снимки Вселенной? Космический телескоп Джеймс Уэбб наконец показал нам далекий космос. Над созданием этого технологического чуда исследователи из NASA совместно с космическими агентствами Европы и Канады трудились на протяжении последних 26 лет. К счастью, ожидания оказались оправданны: инфракрасная обсерватория «Джеймс Уэбб» действительно способна увидеть самые отдаленные участки Вселенной. Стоит ли говорить, что полученные данные открывают «новое окно в историю космоса» и преумножают наши знания о нем. На первых снимках, опубликованных NASA 12 июля, красуется скопление галактик под названием SMACS 0723, что расположилось почти в 5 миллиардах световых лет от Земли. За скоплением Уэбб также разглядел так называемый звездный питомник – область в космосе, где рождаются звезды. Но то ли еще будет.

Космическая романтика

Теория Большого взрыва гласит, что наша Вселенная появилась примерно 14 миллиардов лет назад и с тех пор расширяется с ускорением. Современные физические теории позволили описать окружающий мир и доказать существование черных дыр и гравитационных волн.

И все же наше понимание космоса нельзя назвать полноценным. Так, мы до сих пор не обнаружили таинственную темную материю и темную энергию, которые, вероятно, преобладают на космических просторах. Вдобавок наш кругозор ограничен: все, что находится за пределами наблюдаемой Вселенной скрыто от наших глаз.

Космический телескоп Хаббл стал первым окном во Вселенную

Научно-технологический прогресс совершил не одну астрономическую революцию, позволив ученым создать мощнейшую космическую обсерваторию всех времен, – сообщают мировые СМИ.

Напомним, что телескоп стоимостью 10 миллиардов долларов изначально должен был выйти на земную орбиту в 2007 году, но запуск неоднократно откладывался. В итоге долгожданное событие произошло в конце декабря 2021 года, а прямо сейчас Уэбб находится на гало-орбите в точке Лагранжа L2 (системы Солнце-Земля, на расстоянии более полутора миллионов километров от нашей планеты).

Это интересно: Новое значение постоянной Хаббла: почему Вселенная расширяется с ускорением?

Список целей новой обсерватории был опубликован еще в июне 2017 года и включает в себя планеты и малые тела Солнечной системы, а также экзопланеты, галактики и их скопления. О том, какие еще надежды астрономы возлагают на Уэбб ранее рассказывал мой коллега Рамис Ганиев, не пропустите!

Что увидел телескоп Джеймс Уэбб

До сегодняшнего дня мир наслаждался космическими фотографиями, полученными с помощью телескопа Хаббл. Эта автоматическая обсерватория была запущена весной 1990 года, а ее миссия завершится в 2026 году. Напомним, что Хаббл наблюдает оптический и ультрафиолетовый диапазон светового спектра и за годы работы отследил не менее 43 000 небесных объектов.

Перед вами скопления межзвездного газа и пыли в туманности Орел, расположенной примерно в 7000 световых лет от Земли,

Интересный факт
Чтобы осознать всю мощь новой обсерватории, ее работу необходимо сравнить с деятельностью телескопа Хаббл, который создавал свои первые изображения в течение 10 дней. Более того, общая экспозиция длилась 100 часов и позволила проявить на снимке 3000 галактик, что стало настоящей сенсацией в 1996 году. Эту же область инфракрасная обсерватория Уэбб осилила всего за 12,5 часов.

В отличие от своего предшественника, телескоп Джеймс Уэбб наслаждается видом Вселенной в инфракрасном диапазоне, который невидим для человеческого глаза. Сложно поверить, но уже в самом ближайшем будущем новейший астрономический инструмент может навсегда изменить наше представление о Вселенной.

О первых полученных данных NASA сообщили 12 июля во время трансляции на официальном YouTube канале агенства. Так, на первом снимке можно увидеть каким было скопление галактик SMACS 0723 около 4,6 миллиардов лет назад. Удивительно, но на полученных изображениях также виднеются более отдаленные галактики, возрастом не менее 13 миллиардов лет.

В самом ближайшем будущем космическая обсерватория Джеймс Уэбб представит миру так называемый «космический рассвет» – момент, когда во Вселенной зажглись самые первые звезды, – отмечают исследователи.

Туманность Карина в объективе космического телескопа Джеймс Уэбб

В объектив Уэбба также попала туманность Карина, расположенная за скоплением галактик и представляет собой звездный питомник, расположенный на расстоянии 7600 световых лет от Земли. В ходе работы исследователи пришли к выводу, что в этой области на свет появляются звезды намного больше нашего Солнца.

Еще одной целью Уэбба стала туманность под названием Южное кольцо, которая представляет собой расширяющееся газовое облако, окружающее умирающую звезду. Одной из самых интригующих задач новой обсерватории является поиск экзопланет, потенциально пригодных для жизни. Телескоп также рассмотрит каждый этап космической эволюции, включая Большой взрыв, формирование галактик, звезд и планет.

А вот и великолепная планетарная туманность Южное Кольцо.

Кажется, еще немного и мы наконец узнаем ответ на вопрос знаменитого физика Энрико Ферми "Где все?" Подробнее о парадоксе Ферми можно прочитать здесь.

Технологический триумф

То, что обсерватория Уэбб успешно работает, само по себе является триумфом. Как сказала астрофизик Джейн Ригби во время прямой трансляции NASA, «мы собираемся делать подобные открытия каждую неделю». Огромное количество информации, содержащейся в каждом изображении, ошеломляет. В первую очередь потому, что снимки получены всего за несколько дней наблюдений. Но что больше волнует ученых, так это открытия, о которых они даже не мечтали.

На первой опубликованной группе снимков также виднеется еще одно небольшое скопление галактик под называнием Квинтет Стефана. Состоит эта красота из пяти компактно расположенных галактик в созвездии Пегаса. Впервые астрономы обратили на нее внимание в далеком 1877 году.

Изображение туманности представлены в ближнем и среднем инфракрасном диапазонах. Расположилась эта красавица в созвездии Пегаса

Новое изображение скопления собрано из тысячи отдельных снимков. Подобные группы галактик, по мнению астрономов, часто встречаются на просторах Вселенной, а из их вещества могут формироваться черные дыры. Так, в центре небольшого скопления расположилась сверхмассивная черная дыра, масса которой превышает солнечную в 24 миллиона раз.

Чтобы всегда быть в курсе последних научных открытий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram – так вы точно не пропустите ничего интересного!

Так выглядит планетарная туманность NGC 3132 в созвездии Паруса, а также скопление галактик SMACS 0723 в созвездии Пегаса и туманность NGC 3372 в созвездии Киль.

Основываясь на полученных данных, ученые намерены провести все запланированные исследования, включая изучение газового гиганта WASP-96 b, что была открыта в 2014 году и расположена в созвездии Феникс на расстоянии почти 1150 световых лет от Земли.

В это трудно поверить, но Уэбб действительно отследил отчетливую сигнатуру воды, а также признаки наличия облаков в атмосфере далеких экзопланет.

Некоторые исследователи полагают, что космическая обсерватория сможет обнаружить жизнь за пределами Земли. И так как мы вступили в новую астрономическую эпоху, научные данные будут поступать постоянно, а многие тайны нашей Вселенной скоро будут раскрыты.

Новое значение постоянной Хаббла: почему Вселенная расширяется с ускорением?

Расширение Вселенной дело странное. Ранние космологические модели предполагали, что оно замедляется. Но так ли это на самом деле?

Наша Вселенная расширяется с ускорением, что на самом деле довольно странно: согласно ранним космологическим моделям, со временем расширение Вселенной должно было замедлиться. К такому выводу астрономы пришли из предположения о том, что основную часть массы Вселенной составляет материя — как видимая, так и невидимая (привет, темная материя). Эта теория, однако, не получила подтверждения и, как мы знаем сегодня, Вселенная расширяется со все возрастающей скоростью. Более того, она также подчиняется неизвестным законам физики. В академических кругах эта проблема называется постоянной Хаббла и олицетворяет собой серьезный кризис в космологии. Но почему?

Постоянная Хаббла – число, которое астрономы используют для измерения расширения Вселенной. Свое название постоянная получила в честь астронома Эдвина Хаббла, который впервые измерил ее в 1929 году.

Расширение Вселенной

Событие произошедшее около 14 млрд лет назад сделало наше существование возможным. Большой взрыв положил начало всему, что мы знаем. Но разобраться в том, как устроена Вселенная и по каким законам она работает непросто. Так, существующие физические теории не могут объяснить почему Вселенная расширяется все быстрее и быстрее. Но как мы вообще об этом узнали?

Все началось около ста лет назад, когда американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил другие галактики за пределами Млечного Пути и пришел к выводу, что они постоянно удаляются от нас. Это открытие стало настоящим прорывом в нашем понимании космоса.

По имеющимся оценкам, ускоряющееся расширение Вселенной началось приблизительно 5 миллиардов лет назад

Сам Хаббл, однако, полученным результатом был не рад. Дело в том, что ученые до сих пор не могут прийти к единому мнению на этот счет. И хотя в 1998 году, изучив далекие сверхновые, астрономы доказали расширение Вселенной, в точности определить ее скорость не удалось.

Больше по теме: Начало конца Вселенной: тайны темной энергии

Начнем с того, что измерения скорости расширения Вселенной обычно фокусируются на двух маркерах расстояния. Одним из них являются Цефеиды – переменные звезды, которые светлеют и тускнеют с постоянной скоростью. Об их существовании мир узнал в 1912 году, когда астроном Генриетта Свон Ливитт отметила их важность, просматривая снимки, полученные с помощью космических телескопов.

Цефеиды хороши для определения расстояний внутри Млечного Пути и в близлежащих галактиках. Помимо них астрономы также полагаются на яркость сверхновых – явления, в ходе которого звезда резко увеличивает свою яркость на 4—8 порядков.

Космический телескоп Хаббл

Сегодня множество обсерваторий наблюдают за разными участками ночного неба, но полученные данные сильно отличаются друг от друга. То же самое касается космического телескопа Хаббл, который служит человечеству верой и правдой более 30 лет. И хотя ожидаемый срок службы телескопа давно истек, Хаббл по-прежнему открывает нам Вселенную.

Недавно открытый ускоренный характер расширения Вселенной вызывает много споров и приводит к появлению большого числа гипотез.

В ходе исследования, опубликованного в научном журнале Physical Review Letters (в рамках проекта SHOES), ученые проанализировали 42 сверхновых, одна из которых взрывалась примерно раз в год. Затем астрономы рассчитали новое значение постоянной Хаббла, включая более точные оценки возраста Вселенной и ее будущего.

Исследователи отмечают, что новое измерение в восемь раз точнее предыдущих и составляет 73±1 км/с на 1 Мегапарсек. Новые показатели основаны на наборе данных, который включает в себя более 1 000 орбит космического телескопа Хаббл.

Полученные расчеты также свидетельствуют о том, что скорость расширения Вселенной неравномерна: дальние галактики отдаляются быстрее, чем те, что расположены ближе к нам. Разница между новыми и ранее имеющимся данными достигает 9%, но мнения ученых вновь разделились.

Космология – это научное изучение крупномасштабных свойств Вселенной в целом. Она стремится использовать научный метод для понимания происхождения, эволюции и конечной судьбы всей Вселенной.

За последние 30 лет мир узнал о Вселенной много нового. И этими знаниями мы обязаны космическому телескопу Хаббл

Исследователи также обнаружили ранее незамеченное математическое свойство космологических моделей: за расширение Вселенной отвечает таинственная темная энергия. Считается, что она составляет большую часть энергии во Вселенной, но что именно она собой представляет пока неизвестно.

Судьба Вселенной

Если обратить внимание на ценные подсказки о конечной судьбе Вселенной, то она, скорее всего, продолжит расширяться. В результате этого процесса материя станет менее плотной и распадется из-за так называемой тепловой смерти.

Тепловая смерть Вселенной – вероятность того, что рано или поздно любая часть системы вернется в свое первоначальное состояние.

Может ли наша Вселенная существовать вечно?

Но что, если разные показатели постоянной Хаббла свидетельствуют о существовании некой зеркальной Вселенной? В научной теории не раз описывались зеркальные миры, которые могут оказывать влияние на изменения гравитации. Удивительно, но это предположение не противоречит имеющимся представлениям о скорости фотонов. Выходит, невидимый для наблюдателей зеркальный мир может оказывать симметричное влияние на все, что происходит вокруг.

Так как космология охватывает всю вселенную от рождения до смерти, такие понятия как темная материя, темная энергия и Мультивселенная всерьез рассматривается уважаемыми учеными. Подробнее о том, как может быть устроен мир мы рассказывали ранее, не пропустите.

Наблюдаемые галактики удаляются от нас все быстрее и быстрее

Учитывая результаты нового исследования, скоро физики смогут ответить на целый ряд вопросов, а в ближайшие 20 лет космический телескоп Джеймса Уэбба проведет дополнительные измерения постоянной Хаббла. Напомним, что расположенный в космосе и оснащенный новейшими инструментами Уэбб продолжит работу Хаббла, внимательно и подробно рассматривая космические ориентиры.

Ну а пока тайны Вселенной не раскрыты, постоянная Хаббла по-прежнему остается предметом горячих споров в астрономическом сообществе. А как вы думаете какие законы управляют Вселенной и почему? Ответ, как и всегда, будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье.

Телескоп «Джеймс Уэбб» столкнулся с космическим объектом. Что-то сломалось?

В главное зеркало «Джеймса Уэбба» попал космический камушек

«Джеймс Уэбб» — самый мощный космический телескоп NASA, на разработку которого ушло более 20 лет и 10 миллиардов долларов. Ожидается, что он позволит ученым открыть огромное количество новых планет и галактик, которые сформировались после Большого взрыва. Устройство было запущено в космос в декабре 2021 года и на данный момент находится на расстоянии 1,5 миллиона километров от Земли, в точке Лагранжа L2. Будучи в космосе, телескоп уже несколько раз подвергался воздействию космической пыли — руководители были готовы к этому и не особо удивились. Однако, в конце мая в одно из зеркал Джеймса Уэбба ударился микрометеорит, размеры которого превысили ожидания исследователей. Неужели конструкция стоимостью в миллиарды долларов повреждена?

Место расположения Джеймса Уэбба?

Для начала стоит отметить, что телескоп Джеймса Уэбба был отправлен в точку Лагранжа L2 неспроста. Дело в том, что там гравитационные силы между Землей и Солнцем создают усиленные области притяжения и отталкивания — так создается своего рода «карман», в котором могут припарковаться космические аппараты и не расходовать топливо. К тому же, в точке Лагранжа L2 Земля практически полностью заслоняет солнечный свет, да и сама не мешает исследованию космоса, потому что обращена к L2 неосвещенной стороной.

Местоположение телескопа Джеймса Уэбба в в точке Лагранжа L2

Интересный факт: помимо телескопа Джеймса Уэбба, в точке Лагранжа L2 находятся другие космические аппараты: обсерватория «Спектр-РГ» (очень обсуждаемая), телескопы «Гершель» и «Планк», европейский «Gaia» и так далее. Всего у Земли есть пять точек Лагранжа, каждая из которых подходит для размещения разного рода устройств.

Повреждение зеркала Джеймса Уэбба

Это пространство не является вакуумным — там есть космическая пыль и более крупные объекты. Ранее телескоп Джеймса Уэбба уже успел столкнуться с четырьмя частицами космической пыли размером с песчинку но, к счастью, не получил повреждений. Однако, где-то между 23 и 25 мая, один из 18 сегментов огромного зеркала телескопа подвергся воздействию микрометеорита более крупного размера. Можно было бы подумать, что телескоп станет работать хуже, но нет — ученым придется слегка скорректировать возникшие в результате удара искажения, но устройство продолжает работать на уровне, «превышающем все возложенные на нее требования».

С телескопом все в порядке!

Паниковать действительно не нужно — построившие телескоп инженеры прекрасно знают о суровых условиях космоса и телескоп Джеймса Уэбба был построен так, чтобы выдержать все трудности (еще бы, при стоимости 10 миллиардов!).

Мы всегда понимали, что телескопу «Джеймс Уэбб» предостоит взаимодействовать с ультрафиолетовым светом, космической радиацией и микрометеоритами. Мы сделали его с запасом производительности, чтобы он мог выполнять свою научную миссию даже после многих лет пребывания в космосе, — объяснил технический специалист Пол Гейтнер (Paul Geithner).

Сообщается, что еще в процессе разработки инженеры подвергали тестовые образцы зеркал ударам крошечными частицами. Так они поняли, чего от них можно ждать и как можно смягчить последствия. В большинстве случаев, удары чреваты изменениями положения зеркал. На этот случай, у телескопа есть датчики для определения отклонений и механизмы для возвращения элементов в исходное положение. При необходимости, зеркала могут уворачиваться от потоков частиц — конечно же, если в Центре управления их вовремя заметят.

Главное зеркало телескопа Джеймса Уэбба

Как вы думаете, сколько лет проработает «Джеймс Уэбб»? Вот ответ.

Как ремонтировать телескоп Джеймса Уэбба?

В ближайшее время, даже при попадании крупных частиц, прекращение миссии «Джеймса Уэбба» не планируется. Стоит учесть, что он находится в более безопасном месте, чем телескоп «Хаббл» — за все время существования он подвергался даже столкновениям с крупным космическим мусором и, несмотря на это, работает уже более 30 лет. Правда эта обсерватория находится гораздо ближе к Земле, на высоте 545 километров и к нему можно летать, чтобы произвести ремонт — последняя такая миссия была совершена в 2009 году. А «Джеймс Уэбб» находится очень далеко, так что его можно ремонтировать только дистанционно.

Поврежденная панель «Хаббла», вернувшаяся на Землю после одной из миссий по ремонту

Проверьте прямо сейчас, подписались ли вы на наш Дзен-канал с эксклюзивными статьями. Вот ссылка.

Долгожданный телескоп уже начал свою работу, и столкновение не повлияло на расписание наблюдений. Ожидается, что первые снимки «Джеймса Уэбба» появятся 12 июля — мы обязательно об этом напишем. Возможно, на фотографиях будут видны галактики, о существовании которых мы до сих пор не знали. Чтобы не пропустить это важное событие, подпишитесь на наш Telegram-канал.

Для чего нужен телескоп eRosita, который был отключен Германией?

Космическая обсерватория «Спектр-РГ»

В июле 2019 года российские и немецкие исследователи запустили космическую обсерваторию «Спектр-РГ» (самый перспективный!) в точку Лагранжа L2. В его конструкцию входят сразу два телескопа: российский ART-XC и немецкий eROSITA. В связи с напряженностью в политической сфере, в феврале 2022 года немецкий аппарат было решено выключить, однако российская сторона категорически не согласна с этим решением. В начале июня глава Роскосмоса принял решение по возобновлению работы телескопа, потому что это очень важно для развития науки. При этом некоторые специалисты говорят, что включить аппарат можно только при наличии согласованности с немецкими коллегами — несогласованные действия могут привести к поломке. Как бы то ни было, к телескопу eROSITA сейчас обращено много внимания, поэтому давайте выясним, из чего он состоит и для чего нужен.

Как устроен телескоп eROSITA?

Телескоп eROSITA является улучшенной версией немецкого аппарата ROSAT, который работал с 1990 по 1999 год. Он был разработан при сотрудничестве Германии, США и Англии. Конструкция состояла из немецкого рентгеновского телескопа XRT и прибора HRI для получения снимков высокого разрешения. За все девять лет работы, научный аппарат собрал большой каталог рентгеновских снимков, в которые вошло более 150 000 объектов. Также исследователями был собран каталог источников экстремального ультрафиолета — всего в нем 479 объектов.

Орбитальный телескоп ROSAT

Новый eROSITA состоит из семи параллельно направленных зеркальных модулей — каждый из них включает в себя 54 вложенных друг в друга позолоченных зеркала. Эти зеркала нужны для сбора высокоэнергетических частиц электромагнитного излучения (фотонов) и направления в рентгеновские камеры. Для стабильной работы, камеры охлаждаются до -90 градусов Цельсия.

Семь зеркальных модулей eROSITA

Телескоп eROSITA является частью российской обсерватории «Спектр-РГ». Компанию ему составляет российский телескоп ART-XC, который оснащен семью модулями рентгеновских зеркал скользящего типа. В отличие от eROSITA, он полностью находится под контролем российских ученых, поэтому проблем с его работой не возникает. А вот немецкий телескоп сейчас выключен, но Роскосмос намерен своими силами восстановить его работу.

Российский телескоп ART-XC

Интересный факт: на разработку eROSITA было потрачено около 90 миллионов евро.

Для его нужен телескоп eROSITA?

До отключения ожидалось, что телескоп eROSITA будет работать 7 лет. За это время он должен был снять все небо и составить восемь подробных карт в рентгеновском излучении. Благодаря аппарату планировалось обнаружить не менее 100 000 скоплений галактик, 3 миллиона ядер галактик и 700 000 звезд в Млечном Пути. В целом, на основе этих данных, ученые намерены изучить темную энергию — это гипотетический вид энергии, при помощи которого ученые пытаются объяснить расширение Вселенной.

Собранные телескопом eROSITA данные должны помочь в изучении темной материи

Летом 2021 года руководители проекта eROSITA опубликовали подробную карту черных дыр и нейтронных звезд в наблюдаемой Вселенной. По словам ученых, телескоп смог зафиксировать около 3 миллионов источников рентгеновского излучения. Ими и являются черные дыры других галактик, черные дыры Млечного пути, а также нейтронные звезды. Если учесть, что до создания этого аппарата ученым удалось открыть всего лишь миллион таких источников, получается, что за настолько короткий промежуток времени eROSITA открыл в три раза больше источников, чем было известно раньше. Посмотреть на карту черных дыр от немецкого телескопа вы можете в этом материале.

Карта всего неба в мягком рентгеновском излучении, полученная в 2020 году

НЕДАВНО НАД ГАЛАКТИКОЙ МЛЕЧНЫЙ ПУТЬ БЫЛ НАЙДЕН НЕОБЫЧНЫЙ ОБЪЕКТ. ЧТО ЭТО?

Будущее телескопа eROSITA

На сегодняшний день аппарат eROSITA построил 4 из 8 карт звездного неба. Сейчас работа телескопа остановлена, поэтому миссия затягивается. Если что-то приведет к поломке, запланированные карты так и не будут получены, и это станет большим упущением для науки. С одной стороны, корпорация Роскосмос пытается восстановить его работу для получения важных для науки данных. С другой стороны, вмешательство может повредить телескоп и данные точно не будут получены. Как сложится ситуация покажет только время. Чтобы не пропустить что-то важное, подпишитесь на нас в Telegram.

Один из снимков, сделанных телескопом eROSITA

НА НАШЕМ ДЗЕН-КАНАЛЕ ПУБЛИКУЮТСЯ СТАТЬИ, КОТОРЫЕ НЕ ВЫШЛИ НА САЙТЕ. ОБЯЗАТЕЛЬНО ПОДПИШИТЕСЬ.

Космическая обсерватория «Спектр-РГ» является не единственной, которая выполняет научную работу. Помимо него за пределами земли работают космические телескопы «Хаббл», позиционирующийся как его замена «Джеймс Уэбб», научный аппарат «Ферми» и другие устройства. Почитать о них вы можете в этом материале — в свое время он был очень популярен.

Как и почему галактики исчезают из виду?

Исследователи полагают, что за расширение Вселенной ответственна таинственная темная энергия (обнаружить которую пока не удалось)

Несмотря на то, что человечество сумело описать физические законы, управляющие Вселенной, понять и в полной мере осознать их мы не в силах. Большой взрыв, произошедший около 13,8 миллиардов лет назад, положил начало всему что мы знаем. Но если у Вселенной было начало, будет ли у нее конец? Примерно через пять миллиардов лет Солнце погибнет, захватив с собой нашу планету. Примерно в это же время (плюс минус миллиард лет) Млечный Путь столкнется со своим ближайшим соседом – галактикой Андромеды. Но что дальше? Прошло немало лет с тех пор, как ученые выдвинули предположение о расширении Вселенной: чем дальше от нас находятся другие галактики, тем быстрее они, по-видимому, удаляются от нас. Этот процесс длится около шести миллиардов лет и происходит не потому, что галактики физически удаляются от Земли, а скорее потому, что Вселенная полна гравитационно связанных объектов. Со временем эти галактики станут полностью недостижимыми для наблюдений, даже если мы будем двигаться к ним со скоростью света.

Если проследить за Вселенной с момента ее рождения, то продвигаясь вперед во времени, мы придем к единому, последовательному выводу – наша Вселенная существует уже 13,8 млрд лет и на 68% состоит из темной энергии. 27% приходятся на темную материю и 4,9% на обычную материю.

Наблюдения за Вселенной

В конце 1920-х годов американский астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что Вселенная расширяется. К такому выводу он пришел, наблюдая за галактиками и измеряя расстояние до ближайших к нам. Спустя 70 лет ученые пришли к выводу, что Вселенная не просто расширяется – отдаленные галактики удаляются от нас на большие расстояния со все возрастающей скоростью. Так, в пределах наблюдаемой Вселенной насчитывается около 2 триллионов галактик. 97% из них находятся за пределами нашей досягаемости. Но есть кое-что интересное – с течением времени нашему взору будут открываться новые, ранее не виданные галактики.

Согласно Общей теории относительности (ОТО), наша Вселенная не может оставаться статичной. Причина проста: Вселенная заполнена равным количеством материи и энергии повсюду и во всех направлениях и зависит от трех факторов: начальной скорости расширения, количества всего вещества и энергии, а также соотношения различных типов энергии (материи, темной материи, нейтрино, излучения, темной энергии и проч). Все эти условия, учтенные в расчетах, показывают как прошлое, так и будущее Вселенной.

Благодаря темной энергии далекие галактики уже ускоряются в своей кажущейся скорости удаления от нас.

Млечный Путь представляет собой потрясающее, внушающее благоговейный трепет зрелище для любого человека и предлагает захватывающий вид на огромное количество звезд в нашей галактике. Однако за ее пределами находятся триллионы других галактик и почти все они удаляются от нас.

За последние несколько десятилетий астрономы смогли определить, как выглядит Вселенная во внегалактических масштабах. То, как галактики собираются в группы, скопления и нити, позволило исследователям понять крупномасштабную структуру Вселенной. А учитывая наблюдения за реликтовым излучением (космическое микроволновое фоновое излучение), мы наблюдаем убедительную картину того, как Вселенная стала такой, какой мы ее знаем.

Гравитация и расширение Вселенной

Продолжающееся ускорение гарантирует, что каждая галактика, не связанная гравитационно с нашей собственной, в конечном итоге будет удаляться и станет не только недосягаемой, но и недоступной для наблюдения после определенного момента времени. Но стоит свету покинуть отдаленный космический источник, расширяющаяся Вселенная растягивает длину волны этого света.

Красное смещение – явление, связанное с удалением от нас наблюдаемых объектов из-за расширения Вселенной. Удаляясь, свет «краснеет», а при приближении «сдвигается» в фиолетовую сторону.

Красное смещение в спектрах галактик объясняется эффектом Доплера, который научно обосновывает идею расширяющейся Вселенной.

Но что бы мы увидели, если бы посмотрели на галактику, свет которой еще не достиг наших глаз? Самый удаленный объект, доступный для наблюдений, находится на расстоянии 46 миллиардов световых лет от Земли. При этом любой объект, что расположился в пределах 61 млрд световых лет, когда-нибудь станет наблюдаемым – свет от этих объектов уже направляется к нам. И несмотря на то, что Вселенная расширяется, этот свет когда-нибудь достигнет Земли.

Необходимо также учесть, что скорость света конечна: чем больше времени требуется фотонам, чтобы добраться от далекой галактики до Земли, тем большую роль играет расширение Вселенной. Подробнее о том, какие тайны скрывает темная энергия, мы рассказывали здесь, не пропустите.

Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram – так вы точно не пропустите ничего интересного!

Будущее Вселенной

Согласно новой модели Вселенной, ее наблюдаемое расширение может остановиться через 100 миллионов лет. Когда это произойдет, конец Вселенной ознаменует так называемое Большое сжатие – один из возможных сценариев будущего Вселенной, в котором расширение со временем меняется на сжатие. Это приведет к тому, что Вселенная коллапсирует в сингулярность –точку, из которой она родилась почти 14 млрд лет назад.

Когда мы глядим на Вселенную, то чем дальше смотрим, тем в более глубокое прошлое заглядываем.

Измеряя источники света на множестве расстояний, обнаруживая их красное смещение, а затем измеряя их реальный размер по сравнению с видимым, астрономы восстанавливают всю историю расширения Вселенной. Но поскольку оно определяется различными типами материи и энергии, присутствующих в ней, ученым придется досконально изучить все ее содержимое. А это, как известно, непростая задача.

Как только это произойдет, астрофизики смогут применить полученные данные к законам гравитации согласно ОТО. Это означает, что все галактики, не связанные с нами гравитационно, в конечном итоге исчезнут из нашего поля зрения, удаляясь со все возрастающей скоростью из-за постоянного расширения пространства. В результате космос, наблюдаемый с помощью телескопов, будет выглядеть намного меньше, чем сегодня.

Не пропустите: Физики переосмысли строение Вселенной. Темная энергия больше не нужна?

Так как через несколько сотен миллиардов или, возможно, триллионов лет все галактики, кроме локальной группы, окажутся далеко и навсегда исчезнут из виду. По словам астрофизика и популяризатора науки Лоуренса Краусса, пространство будет расширяться быстрее скорости света.

Тайны темной энергии

Важнейшим звеном космологической загадки является темная энергия, без которой наблюдаемая Вселенная не имеет смысла. Грубо говоря, темная энергия – это растущая тенденция пустого пространства, которая самопроизвольно создает еще больше пустого пространства, тем самым отдаляя все, что не связано гравитацией.

Когда-нибудь наша Вселенная исчезнет. К счастью, произойдет это не скоро, так что волноваться не стоит

Так, к 3 000 000 000 000 году астрономы смогут наблюдать только гравитационно связанную «локальную группу» галактик: Млечный Путь и Андромеду, Большое и Малое Магеллановы Облака и несколько других крошечных галактик, – отмечает астрофизик и популяризатор науки Лоуренс Краусс.

По словам Краусса, наблюдаемая Вселенная будет казаться не расширяющейся и не сжимающейся, а относительно маленькой и статичной. Более того, в ранней вселенной могло произойти некое событие, которое невозможно обнаружить. К тому же сама темная энергия в будущем может измениться, а значит расширение Вселенной, вероятно, замедлится.