Вселенная - большое, очень большое место. Но насколько большое? А как мы это узнаем?
На протяжении всей истории люди использовали различные технологии и методы, чтобы ответить на вопросы «Как далеко?» и «Насколько большая?». Поколения исследователей все глубже и глубже заглядывали в необъятные просторы Вселенной. И это исследование продолжается сегодня, поскольку используются новые методы и делаются новые открытия.
В третьем веке до нашей эры Аристарх Самосский задал вопрос: «Как далеко находится Луна?» Он смог измерить расстояние, посмотрев на тень Земли на Луне во время лунного затмения.
Эдмунд Галлей, известный тем, что предсказал возвращение кометы, носящей его имя, и который три столетия назад нашел способ измерить расстояние до Солнца и планеты Венера. Он знал, что Венера очень редко, раз в 121 год, будет проходить между Землей и Солнцем. Видимое положение планеты относительно диска Солнца за ней смещается в зависимости от того, где вы находитесь на Земле. И насколько отличается этот сдвиг, зависит от расстояния от Венеры и Солнца до Земли. Это редкое событие, прохождение Венеры, еще раз произошло совсем недавно, 8 июня 2004 года. Именно знание этого фундаментального расстояния от Земли до Солнца помогло нам впервые понять истинный масштаб всей Солнечной системы.
Размер нашей Галактики
Когда мы покидаем солнечную систему, мы обнаруживаем, что наша звезда и ее планеты являются лишь небольшой частью галактики Млечный Путь. Млечный Путь - это огромный звездный город, настолько большой, что даже со скоростью света потребуется 100000 лет, чтобы пересечь его. Все звезды на ночном небе, включая наше Солнце, - лишь некоторые из жителей этой галактики, наряду с миллионами и миллиардами других звезд, которые слишком тусклые, чтобы их можно было увидеть.
Чем дальше звезда, тем хуже ее видно, хотя, это зависит еще и от ее светимости. Астрономы используют это как ключ к определению расстояния до очень далеких звезд. Но как узнать, действительно ли звезда находится далеко или просто не очень яркая? Эта проблема была решена в 1908 году, когда Генриетта Ливитт открыла способ определения «мощности» определенных звезд, которые изменяли частоту пульсации в зависимости от их мощности. Это позволило измерить расстояния до звезд на всем протяжении Млечного Пути.
Насколько велик Млечный Путь? Представьте себе, что вся наша Солнечная система была размером с монету. Солнце превратилось в микроскопическую пылинку, как и девять его планет, орбиты которых представлены плоским диском монеты. Как далеко от нашего Солнца находится ближайшая звезда? В нашей модели Проксима Центавра (и любые планеты, которые могут быть вокруг нее) будет находиться в другом квартале, на расстоянии двух футбольных полей. Это типичное расстояние между звездами в нашей части галактики.
Размер Вселенной
За пределами нашей галактики находится огромное количество галактик. Чем глубже мы смотрим в космос, тем больше галактик мы открываем. Существуют миллиарды галактик, самые далекие из которых находятся так далеко, что свет, приходящий от них на Землю сегодня, исходил из галактик миллиарды лет назад. Итак, мы видим их не такими, какие они есть сегодня, а такими, какими они выглядели задолго до того, как на Земле появилась жизнь.
Найти расстояние до этих очень далеких галактик сложно, но астрономы могут сделать это, наблюдая за невероятно яркими взрывающимися звездами, называемыми сверхновыми. Некоторые типы взрывающихся звезд имеют известную яркость - мощность - поэтому мы можем выяснить, как далеко они находятся, измерив, насколько яркими они кажутся нам, и, следовательно, как далеко они находятся от их родной галактики.
Некоторому свету потребовалось почти 14 миллиардов лет, чтобы добраться до нас. И он самый молодой, потому что это снимок нашей новорожденной Вселенной, задолго до образования первых звезд и галактик. Яркие узоры показывают сгустки простой материи, из которых в конечном итоге образуются звезды и галактики. Это все, что мы можем видеть во Вселенной. Наш взгляд ограничен временем, а не пространством. За пределами определенного расстояния свет еще не успел добраться до нас.
Что мы можем видеть дальше всего? В 2003 году спутник НАСА WMAP сделал снимки самой удаленной части Вселенной, наблюдаемой с Земли. На этом изображении показано самое дальнее расстояние, которое мы можем увидеть при любом освещении. На рисунках показаны сгустки материи, которые в конечном итоге превратились в галактики из звезд. Итак, насколько велика Вселенная? Никто не знает, бесконечно ли велика Вселенная или даже наша Вселенная единственная существующая. А другие части Вселенной, очень далекие, могут сильно отличаться от Вселенной ближе к дому. Будущие миссии НАСА продолжат поиск ключей к разгадке окончательного размера и масштаба нашего космического дома.
