Вселенная - это все, что существует: материя, пространство, энергия и время. В нее входят все звезда, планеты и другие космические тела.
Вселенная столь огромна, что ее размеры невозможно осознать. Та часть Вселенной, которую мы видим, простирается на 1,6 млн. млн. млн. млн. км, -и никому не ведомо, насколько она велика за пределами видимого.
Многие теории пытаются объяснить, из чего возникла Вселенная и как она приобрела свой сегодняшний вид. Согласно самой распространенной, Вселенная родилась в результате гигантского взрыва около 15 тыс. млн. лет назад. Вследствие этого феноменального взрыва возникла не только материя, но и энергия, и космос, и даже время! Говорить о том, что было до так называемого «большого взрыва», бессмысленно: до «большого взрыва» не было ничего!
Астрономы полагают, что после большого взрыва Вселенная была невероятно раскалена и полна радиации. Приблизительно через 10 секунд сформировались атомные частицы - протоны, нейтроны и электроны; сами же атомы - атомы водорода и гелия - образовались лишь несколько сотен тысяч лет спустя, когда Вселенная значительно расширилась в размерах и остыла.
Отголоски большого взрыва
Согласно одной из самых популярных научных легенд, Исаак Ньютон увидел, как яблоко упало на землю, и понял, что это случилось под действием силы, исходящей от самой Земли, - силы тяжести. Действительно, каждое тело во Вселенной имеет собственную силу тяжести. Величина этой силы зависит от массы тела. Яблоко имеет малую массу и его сила тяжести не влияет на движение нашей планеты; Земля же имеет большую массу и притягивает яблоко к себе.
Силы притяжения удерживают все небесные тела на их космических орбитах. Луна движется по орбите Земли, а не отдаляется от нее; сила притяжения Солнца удерживает на околосолнечных орбитах планеты, а сила, намного большая гравитационной силы Солнца, удерживает наше светило в его положении по отношению к иным звездам.
Наше Солнце - звезда, причем довольно обычная и самых средних размеров. Как и все остальные звезды, Солнце представляет собой шар из светящегося газа и подобно колоссальной печи, выделяющей свет, тепло и другие формы энергии. Солнце и планеты на его орбите образуют Солнечную систему. Другие звезды на небе кажутся крошечными, но это потому, что они очень далеки от нас: на самом деле некоторые из них в диаметре в сотни раз превышают наше Солнце!
Звезды и галактики
Астрономы определяют местоположение звезд, располагая их в созвездия или по отношению к ним. Созвездие - это группа звезд, видимых на определенном участке ночного неба и в действительности не всегда находящихся поблизости.
В безбрежных космических просторах звезды группируются в звездные архипелаги, именуемые галактиками. Наше Солнце и его планеты входят в нашу Галактику, которая называется Млечным Путем. Млечный Путь - далеко не самая большая галактика, но она столь огромна, что представить ее вряд ли возможно.
Расстояния во Вселенной измеряются по отношению к скорости света, быстрее которой человечество не знает ничего. Скорость света равна 300 тыс. км/сек. Астрономы пользуются такой единицей, как световой год: это расстояние, которое луч света прошел бы за год, то есть 9,46 млн. млн. км! Ближайшая к нам звезда - Проксима в созвездии Кентавра - находится на отдалении 4,3 световых лет; глядя на эту звезду, мы видим ее такой, какой она была более четырех лет назад. А свет нашего Солнца доходит до нас за 8 минут и 20 секунд!
Млечный Путь, с его сотнями тысяч миллионов звезд, имеет форму гигантского вращающегося колеса с выступающей осью - ступицей. Солнце расположено ближе к ободу этого колеса, в 250 тыс. световых лет от его оси. Солнце оборачивается по своей орбите вокруг центра Галактики за 250 млн. лет.
Наша Галактика - лишь одна из многих, а сколько их всего, не знает никто. Уже открыты более миллиарда галактик; в каждой из них - многие миллионы звезд. Наиболее далекие из уже известных галактик находятся в сотнях миллионов световых лет от землян; следовательно, изучая их, мы вглядываемся в самое отдаленное прошлое Вселенной. Все галактики удаляются от нас и друг от друга; похоже, что Вселенная все еще расширяется и что ученые не зря пришли к выводу о большом взрыве как ее первоначале.
Какие бывают звезды?
Звезды бывают разные, но все они когда-то возникли и все через миллионы лет исчезнут. Нашему Солнцу почти 5 млрд. лет и, по подсчетам астрономов, оно просуществует еще столько же, а потом начнет умирать. Солнце - одинарная звезда; многие же другие звезды являются бинарными, т. е., по сути, состоят из двух звезд, вращающихся вокруг друг друга. Астрономам также известны тройные и так называемые кратные звезды, состоящие из многих звездных тел. Самые крупные звезды называются сверхгигантами. К ним принадлежит Антарес; его диаметр в 350 раз больше диаметра Солнца. Впрочем, все сверхгиганты имеют очень малую плотность. Менее крупные звезды - гиганты - имеют диаметры в 10-100 раз больше солнечного; их плотность тоже мала, но больше, чем у сверхгигантов. Большинство видимых звезд, включая Солнце, классифицируются как звезды главной последовательности, или средние звезды. Их диаметр может быть как в десять раз больше, так и в десять раз меньше диаметра Солнца.
Самые малые звезды главной последовательности называются красными карликами, а еще меньшие тела, уже не относящиеся к звездам главной последовательности, - белыми карликами. Белые карлики (размерами с нашу Землю) очень тусклы, но чрезмерно плотны: их плотность выше плотности воды в 100 тыс.-20 млн. раз. Только в Млечном Пути белых карликов может быть до 5 миллиардов, хотя до сих пор ученые открыли лишь несколько сотен таких тел.
Жизнь звезды
Каждая звезда рождается из облака водорода и пыли; Вселенная полна таких облаков. Формирование звезды начинается, когда под влиянием какой-то (еще никем не понятой) силы и под действием тяготения происходит, как говорят астрономы, коллапс, или сжатие небесного тела: облако начинает вращаться, а его центр нагревается. Когда температура внутри звездного облака достигает многих миллионов градусов, начинаются ядерные реакции, в ходе которых ядра атомов водорода соединяются и образуют гелий. Производимая реакциями энергия высвобождается в виде тепла и света, и загорается новая звезда.
Вокруг новых звезд наблюдаются остаточные газы и звездная пыль. Из этой материи образуются планеты.
Звездные взрывы
Звезды, масса которых в несколько раз превышает массу Земли, ожидает более драматическая судьба. По мере истощения их ядерного топлива они расширяются и превращаются в сверхгигантов, которые намного крупнее красных гигантов; затем, под воздействием тяготения, происходит резкое сжатие их ядер. Высвобожденная энергия невообразимым взрывом разносит звезду на куски. Такой взрыв астрономы называют рождением сверхновой. Какое-то время сверхновая светит в миллионы раз ярче Солнца. После сверхновой в зависимости от исходной массы звезды может остаться небольшое тело, называемое нейтронной звездой. Такая звезда с диаметром не более нескольких десятков километров состоит из твердых нейтронов, отчего ее плотность во много раз превышает огромную плотность белых карликов.
Черные дыры
В некоторых сверхновых сила коллапса ядра столь велика, что сжатие материи практически приводит к ее исчезновению. Вместо материи остается участок космического пространства с невероятно высокой гравитацией - черная дыра.
В силу своей природы черные дыры не могут быть видимы; тем не менее, астрономы установили их местонахождение.
Вселенная также таит в себе загадочные образования - квазары. Наверное, это ярко светящиеся ядра далеких галактик.
Не менее таинственны пульсары - образования, регулярно испускающие пучки энергии; по мнению ученых, они являются быстро вращающимися звездами, от которых исходят световые лучи.
