Брайан Хейбл - Как устроена Вселенная

• Название: Как устроена Вселенная
• Автор: Брайан Хейбл
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2013

Новые миры, планеты и звезды, невидимые пространства и черные дыры. Все это – наша Вселенная. Простейшие и одноклеточные, кварки, адроны и нейтрино – это тоже все наша Вселенная. Миллиарды галактик и солнечных систем. Не может быть, что бы мы были одни во Вселенной. Хотите узнать еще больше? Тогда эта книга – для вас!

---

Сейчас вторая версия считается несостоятельной по нескольким причинам, главная из которых состоит в следующем: суммарная масса всех астероидов составляет лишь 4 процента массы Луны, то есть на полноценную планету такой объем не тянет. Но на на смену этой версии идет другая набирающая популярность теория: планета начала образовываться, однако из-за огромного влияния Юпитера развалилась еще на начальной стадии. Из этого получается, что Фаэтон – не более, чем протопланета, то есть планета, которая не сформировалась окончательно и состоит из одного ядра.

Юпитер – самая большая планета в Солнечной системе. Классифицируется как газовый гигант, который собрал вокруг себя 67 спутников, самые известные из которых: Европа, Ио, Ганимед, Каллисто. Большая часть Юпитера (82 процента) состоит из водорода и дополняется гелием, метаном и аммонием, однако в составе есть и вода, но ее очень мало, меньше процента. Юпитер в 11 раз больше Земли, а один круг его вращения вокруг Солнца составляет 12 земных лет.

Эта планета известна и наблюдаема с давнейших времен, ее отлично видно на небосводе, и еще древние шумеры включали ее в свою мифологию и фундамент астрономических наблюдений. Знаменитый ученый Карл Саган выдвинул предположение, что на Юпитере может существовать жизнь на основе аммиака (из которого состоят облака на планете), поскольку жизнь в земном понимании маловероятна – на планете практически нет воды, атмосферы и твердой оболочки. Также на Юпитере часто происходят такие природные явления как грозы и молнии.

Отдельно стоит обратить внимание на спутник Юпитера – Европу, ее исследуют множество ученых, начиная с Галилео Галилея, который ее открыл. Европа немного меньше Луны по размерам, а ее ядро состоит из жидкого железа. Все дело в том, что на этом молодом спутнике очень много воды. Поверхность Европы идеально круглая и ровная из-за льда, который покрывает почти всю ее поверхность. Многими астрономами разрабатывается теория, что внутри спутника теплый океан, в котором, теоретически, может существовать хотя бы примитивная жизнь. Европа – первая открытая человеком планета, на которой есть большое количество воды, однако точный ее состав пока что не известен.

Сатурн знаменит своими кольцами, образованными из камня и льда, а также необычным полярным сиянием. Планета, названная в честь римского бога плодородия, вторая по величине в Солнечной системе после Юпитера, также относится к классификации «газовый гигант» и больше Земли в 10 раз. Поскольку поверхность Сатурна почти полностью из водорода, у него нет твердой поверхности, а внешняя оболочка планеты состоит из облаков, газа и жидких металлов. Несмотря на то, что Сатурн меньше Юпитера всего на 19 процентов, плотность планеты с кольцами меньше плотности Земли, однако это позволяет Сатурну весить больше нашей планеты в 94 раза.

Сатурн обращается вокруг Солнца за 30 земных лет, и его легко увидеть на ночном небе Земли, поскольку он ярче, чем наиболее близкие звезды. Что касается его колец, то единого мнения, как они образовались, нет. Самая популярная теория – распад спутника с жидкой структурой. Благодаря силе магнетизма, он остался на свой орбите, но в виде льда и пыли, а не цельного объекта.

Следом за Сатурном расположился еще один газовый гигант – Уран. Он знаменит не только своим небесно-голубым цветом (в честь чего он и получил имя греческого бога неба), но и тем, что это первая планета, открытая с помощью телескопа. Случилось это знаменательное событие в 1781 году – тогда впервые со времен античности была открыта новая планета. Уран – третья планета из серии «газовых гигантов», имеет 27 спутников и также систему колец на орбите. Примечателен он еще и тем, что ось планеты не вертикальна, а практически полностью горизонтальна, в отличие от остальных планет, поэтому Уран можно сравнить с катящимся по орбите шаром.

Голубизну Урану придает водород и гелий, которые составляют 90 процентов планеты (из них водород – 83. Есть и вода в форме льда, но ее очень мало. Примечательным является и то, что вокруг оси Уран вращается 17 с половиной земных часов, а вот вокруг Солнца – 84 года: 42 года он в тени от Солнца, и 42 – на свету.

Интересный факт: первоначальное название Урана было «Звезда Георга» в честь короля Георга III, который правил в то время, как был открыт Уран, однако это название прижилось только в Британии, и то на первые 70 лет. После этого название официально сменили.

Следом за Ураном идет последний из «газовых гигантов» – Нептун. Планета, завершающая парад больших планет Солнечной системы, была открыта благодаря математическим расчетам, а не наблюдениям астрономов, а затем, в 1846 году, была обнаружена визуально. Темно-синий и величественный, он почти в 10 раз больше Земли, имеет 16 спутников, состоит из водорода, гелия, метана и этана. На нем есть вода в виде ледников. Собственно, наличие большого количества ледников выделяет Уран и Нептун в отдельную категорию «ледниковых гигантов».

Нептун вращается вокруг оси примерно за 18 часов, в то время как один нептунианский год длится 165 земных лет. Расстояние между планетой и Солнцем – в среднем 4 с половиной миллиарда километров.

Как последняя планета Солнечной системы, Нептун имеет большое влияние на так называемые транснептуновые объекты – это система космических тел, которые находятся за Нептуном и составляют край Солнечной системы. Они также имеют свою орбиту и делятся на три части: пояс Койпера, облако Оорта и рассеянный диск. Плутон, ранее считавшийся девятой планетой Солнечной системы, оказался лишь одной из множества карликовых планет, а на данный момент открыто 1400 транснептуновых объектов.

1.2. Галактика Млечный Путь

Наша Солнечная система – лишь крошечная часть мозаики в структуре Вселенной, она является частью огромной галактики Млечный путь, о которой у нас есть лишь скудные сведения. Давайте рассмотрим подробнее то, что мы знаем.

Млечный путь – спиралевидная галактика, диаметр которой составляет целых 100 000 световых лет! Или же 1 квинтиллион километров. Все звёзды, которые мы видим ночью на небе, – часть этой галактики. Трудно представить, но возраст Млечного пути – примерно 14 с половиной миллиардов лет. Вместе с соседскими галактиками, такими как Андромеда, Треугольник и более чем 40 небольшими галактиками-спутниками образуют местную группу галактик. А всего, по подсчетам ученых, во Вселенной около ста тысяч миллионов галактик, и в каждой по триста тысяч миллионов звезд. Вообразить себе такое число не просто сложно, а, пожалуй, что и невозможно. Ну как, почувствовали себя каплей в море?

Сами названия «Млечный путь» и «Галактика» пришли из древнегреческой легенды о появлении Млечного пути на небосводе. Миф гласил, что Зевс дал спящей Гере младенца Геракла, чтобы она напоила его божественным молоком. Так Геракл мог стать полубогом, но Гера проснулась, увидела чужого младенца и оттолкнула его, а ее молоко полилось по небосводу. Так появилось название Хихлос галаксиас, которое переводится как «молочный круг». На самом деле действительно странно, что слово галактика – производное от слова «молоко».

Раньше считалось, что все объекты Вселенной находятся в нашей галактике, и еще в 1920-ом году были организованы международные дебаты насчет того, существует ли что-то внегалактическое? Но спустя несколько лет теория о том, что некоторые видимые туманности могут быть другими галактиками, подтвердилась. Произошло это благодаря известнейшему ученому Эдвину Хабблу, который установил, что некоторые подобные туманности находятся слишком далеко и не могут быть частью Млечного Пути.

Галактика наша имеет форму диска с перемычкой (это значит, что центр галактики пустой) делится на несколько основных частей. Ядро находится в средней части галактики, в созвездии Стрельца. Также есть предположения, что центр Млечного пути – сверхмассивная черная дыра, которая имеет настолько огромную силу магнетизма, что удерживает возле себя тысячи звезд. Рукава галактики – спиралевидные скопления звезд, основные среди них рукав Ориона, рукав Лебедя, рукав Центавра, рукав Стрельца и рукав Персея. Также спираль Млечного пути окружена так называемым гало – это сфера, окутывающая галактику, превращающая ее в шарик со спиралью внутри. Гало образовалось из старых звезд и космической пыли.

Наша Солнечная система находится ближе к краю галактики и движется по орбите в галактическом пространстве со скоростью 230 километров в секунду, то есть полный круг мы делаем за 200 миллионов лет.

Представьте себе, насколько это огромное расстояние, как необъятна Вселенная и что мы значим для нее? Имеют ли значения для таких масштабов то, что мы делаем или люди лишь краткий миг в космическом эпосе?..

Этот ответ должен дать себе каждый сам.

Глава 2. История удивительных открытий

2.1. Древняя астрономия: Междуречье, Египет, Греция, Майя