Галактики и строение Вселенной
Определение бесконечности
Вселенная – это совокупность всего существующего в Космосе. Она бесконечна в пространстве потому, что никто не может обозначить ее пределы. Она вечна во времени потому, что она предшествовала Большому взрыву, а после ее остывания все равно что-то будет происходить и существовать. Фундаментальные науки изучают отдельные составляющие Вселенной: химия исследует молекулярный мир, физика – элементарные частицы и атомы, биология ответственна за изучение явлений живой природы. Строение Вселенной как единого целого изучает космология, основанная на теории астрономии.
Модели Вселенной
Стремительное развитие кибернетики в различных научных исследованиях повлекло большую популярность теории моделирования. Сущность этой теории заключается в изучении модели, соответствующей оригиналу реального объекта. Создание моделей отдельных явлений способствует углубленному изучению окружающего мира. На протяжении продолжительного времени астрономы активно изучали строение Вселенной однородной и воображаемой (изотронной).
А. Эйнштейн предложил цилиндрическую модель, в которой определенные локальные искривления времени и пространства приводят к глобальному искривлению Вселенной. В этой модели координата времени не искривляется, то есть время равномерно идет от прошлого к будущему. Далее эта модель была усовершенствована астрофизиком Виллемом де Сеттером, который предположил, что на фоне красного смещения время в разных частях Вселенной течет по-разному.
Сегодня наиболее популярна модель расширяющейся Вселенной, предложенная Фридманом. В такой концепции строение Вселенной имеет глобальные искривления из-за постоянно гравитирующих масс. В научном мире обсуждается две модификации расширяющейся модели:
- замкнутая модель подразумевает поэтапное замедление расширения в результате гравитационного торможения;
- открытая модель предполагает замедляющееся расширение на протяжении бесконечно долгого времени.
Любая модель Вселенной является всего лишь копией реального объекта и поэтому результаты ее изучений сугубо теоретические, они требуют практического подтверждения.
Галактики во Вселенной
Сегодня ученые Земли наблюдают только одну Вселенную, но это не является основанием для утверждения того, что она единственная. Строение и эволюция Вселенной является глобальной задачей для космологических исследований. Все ее звезды и небесные тела объединены в огромные звездные системы, именуемые галактиками. Каждая галактика имеет центральное ядро, спиральные рукава вокруг него, в которых размещено большее количество звезд, и периферию в виде облака, состоящего из редких звезд. Звезды рождаются, живут, перемещаясь в пространстве, и умирают. В нашей Галактике центральной звездой является Солнце, небесные тела, подобные ему, живут от 10 до 15 миллиардов лет. Сейчас Солнце находится в среднем возрасте.
Галактика, в которой мы живем, называется Млечный Путь потому, что ее плоскость с максимальным числом звезд, пыли и газа видна на ночном небе как туманное свечение. Полоса этого свечения опоясывает широким кольцом весь небосвод. Млечный Путь - далеко не единственная галактика, составляющая строение Вселенной. Существует огромное количество Галактик с бесчисленным числом звезд. Например, Туманность Андромеды и Магеллановы облака, находящиеся на невообразимом удалении от нас.
Структура распределения материи
Структура Вселенной представляет собой скопление плоских галактических листов, разделенных областями, в которых практически отсутствует светящаяся материя. Эти пустоты имеют размер около 100 мегапарсек. Первым наблюдаемым листом является Великая Стена, находящаяся на удалении 200 миллионов световых лет. Великая Стена – это группа галактик, имеющая толщину в 15 млн. св. лет и размеры - 500 млн. св. лет.
В структуре Вселенной положение Земли имеет следующие характеристики: солнечная планетарная система, местная группа скопления и сверхскопления галактик, рукав Ориона, галактика – Млечный Путь.