Космос

Материал из «Знание.Вики»
Фотография космоса

Ко́смос — это бесконечное пространство, окружающее нашу планету и простирающееся в самые отдалённые уголки Вселенной[1]. Это царство звёзд, галактик, туманностей и чёрных дыр, полное загадок и чудес, которые человечество пытается разгадать с незапамятных времён.

Космос всегда вызывал неподдельный интерес у учёных и широкой публики. Почему же эта тема так захватывает умы людей? В первую очередь, потому что космос таит в себе множество загадок и возможностей для новых открытий. По данным международного космического агентства, только за последние 5 лет было совершено более 50 успешных космических миссий, которые позволили нам узнать больше о нашей вселенной[2]. Учёные со всего мира работают над разгадкой тайн космоса, и каждый год приносит новые удивительные факты. Например, в 2020 году астрономы обнаружили потенциально обитаемую планету всего в 11 световых годах от Земли. Подобные открытия дают надежду, что однажды мы сможем найти внеземную жизнь и понять наше место во Вселенной. Космос будоражит воображение и вдохновляет на новые свершения, поэтому неудивительно, что он остаётся одной из самых популярных тем в науке и массовой культуре.

Что такое космос

Вопрос о том, где именно начинается космос, не имеет однозначного ответа. Одно из общепринятых определений границы между атмосферой Земли и космосом — это так называемая линия Кармана[3]. Она находится на высоте около 100 километров над поверхностью нашей планеты. Считается, что именно там атмосфера становится настолько разреженной, что аэродинамический полёт невозможен и начинается космическое пространство.

Однако некоторые учёные считают, что космос начинается гораздо выше линии Кармана. Например, Международная авиационная федерация установила границу космоса на высоте 100 км, в то время как НАСА и ВВС США используют отметку в 80 км[1]. Такие различия в определениях связаны с тем, что переход от атмосферы к космосу происходит постепенно, и установить точную границу довольно сложно. Тем не менее большинство экспертов сходится во мнении, что космос начинается там, где заканчивается земная атмосфера, и это происходит примерно на высоте 100 километров над Землёй.

Границы космического пространства

Космос — это невероятно обширное и разнообразное пространство, которое условно можно разделить на несколько зон[1]. Ближайшая к нам часть космоса — это межпланетное пространство, которое включает область между планетами Солнечной системы. В этой зоне находятся планеты, их спутники, астероиды и кометы. Межпланетное пространство простирается от Солнца до границ Солнечной системы, которая определяется орбитой самой далёкой планеты — Нептуна[4].

За пределами Солнечной системы начинается межзвёздное пространство — область между звёздами внутри нашей галактики[1]. Это пространство заполнено разреженным газом, пылью и космическими лучами. Расстояния здесь измеряются световыми годами, и ближайшая к нам звезда, Проксима Центавра, находится в 4,24 световых годах от Солнца. Межзвёздное пространство простирается до границ нашей галактики, Млечного пути, диаметр которой составляет около 100 000 световых лет. За пределами нашей галактики находится межгалактическое пространство, которое отделяет Млечный путь от других галактик. Это самая большая и наименее изученная часть космоса, в которой галактики образуют скопления и сверхскопления, формируя крупномасштабную структуру Вселенной.

Фото Земли из космоса

Как устроен космос

Нормальная материя

Когда мы смотрим на космос, мы видим планеты, звёзды, галактики — всё это состоит из так называемой нормальной материи. Она включает все известные нам химические элементы, от водорода и гелия до более тяжёлых, таких как углерод, кислород и железо. Нормальная материя образует все привычные нам объекты и структуры во Вселенной. Однако, несмотря на то что именно из неё состоят все наблюдаемые небесные тела и системы, нормальная материя составляет лишь около 5 % от общей массы и энергии космоса[5]. Остальные 95 % приходятся на загадочные тёмную материю и тёмную энергию, природа которых до сих пор не до конца изучена.

Тёмная материя

Тёмная материя — одна из самых больших загадок современной астрофизики. Её существование было предположено для объяснения аномалий в движении галактик и их скоплений. Наблюдения показывают, что видимой массы галактик недостаточно для того, чтобы удерживать их от разлета, поэтому учёные предполагают наличие невидимой материи, которая обеспечивает дополнительное гравитационное притяжение[5]. Природа тёмной материи пока неизвестна, но существуют различные гипотезы, в том числе о существовании новых элементарных частиц, таких как вимпы (слабо взаимодействующие массивные частицы), аксионы или стерильные нейтрино. Согласно современным оценкам, тёмная материя составляет около 27 % массы и энергии космоса, то есть более чем в 5 раз превышает долю нормальной материи.

Тёмная энергия

Ещё более удивительным компонентом космоса является тёмная энергия. Её существование было постулировано для объяснения ускоренного расширения Вселенной, обнаруженного в конце XX века при наблюдениях за сверхновыми. Тёмная энергия действует как антигравитация, заставляя галактики удаляться друг от друга всё быстрее и быстрее. Физическая природа этой силы остаётся загадкой, однако некоторые теории связывают её с энергией вакуума или с динамическими полями, подобными полю Хиггса. Тёмная энергия — доминирующий компонент в масштабах космоса: на неё приходится около 68 % общей массы и энергии Вселенной[5]. Именно тёмная энергия определяет будущую судьбу нашего мира, и понимание её природы — одна из самых амбициозных задач современной науки.

5 самых необычных объектов в космосе

Самое холодное место в космосе

В космосе, где температура обычно близка к абсолютному нулю, есть объект, который побил все рекорды холода. Это туманность Бумеранг, расположенная в созвездии Центавра на расстоянии около 5000 световых лет от Земли. Температура в этой туманности составляет всего 1 К (-272,15 °C), что делает её самым холодным известным местом во Вселенной[1]. В туманности Бумеранг газ расширяется с огромной скоростью, что и приводит к экстремальному охлаждению.

Самое жаркое место в космосе

Если говорить о самом жарком месте в космосе, то здесь безусловным лидером является центр нашей галактики — Млечного пути. Там находится сверхмассивная чёрная дыра Стрелец A*, окружённая дисками раскалённого газа. Температура этого газа достигает 18 миллионов K, что в тысячи раз горячее поверхности Солнца[1]. Такие экстремальные условия создаются за счёт интенсивного излучения, испускаемого при падении вещества в чёрную дыру. Этот инфракрасный свет нагревает окружающий газ до невероятных температур.

Самая древняя звезда в космосе

Самой древней из известных звёзд в космосе является HD 140283, неофициально прозванная Мафусаилом в честь библейского долгожителя. Расположенная в созвездии Весов на расстоянии 190 световых лет от нас, эта звезда имеет возраст около 14,5 миллиардов лет, что делает её практически ровесницей самой Вселенной. HD 140283 относится к первому поколению звёзд, сформировавшихся вскоре после Большого взрыва. Несмотря на свой почтенный возраст, звезда Мафусаил всё ещё ярко сияет на небе благодаря большой массе и высокой температуре поверхности.

Самый большой объект в космосе

Самым большим из известных объектов в космосе является сверхскопление галактик Ланиакея, что на гавайском означает «необъятные небеса». Этот гигантский комплекс включает нашу Галактику и ещё около 100 тысяч других галактик, распределённых на площади в полмиллиарда световых лет. Масса Ланиакеи оценивается в 10^17 солнечных масс, что составляет около 0,1 % массы наблюдаемой Вселенной[1]. Наша Галактика расположена на самом краю этого огромного скопления, в месте, которое называется Местным войдом — относительно пустым пространством между сверхскоплениями.

Самый объёмный источник воды в космосе

Самым большим резервуаром воды в космосе является гигантское облако водяного пара, обнаруженное в галактике APM 08279+5255, удалённой от нас на 12 миллиардов световых лет[1]. Это облако содержит в 140 триллионов раз больше воды, чем все земные океаны вместе взятые. Вода в нём существует в газообразном состоянии и разогрета до температуры около 200 °C. Столь большое скопление водяного пара, вероятно, связано с интенсивным звездообразованием в галактике APM 08279+5255, которое приводит к высвобождению огромного количества молекул H₂O из межзвёздной пыли.

Всё про космос: ещё больше фактов о космосе и вселенной

Космос — это бесконечное пространство, полное загадок и удивительных объектов. Мы рассмотрели лишь некоторые из них, но даже этого достаточно, чтобы понять, насколько разнообразна и необычна наша Вселенная. От самых холодных туманностей до раскалённых недр галактик, от древнейших звёзд до гигантских скоплений галактик — космос поражает воображение своими масштабами и контрастами.

Но что ещё мы знаем про космос? Вот несколько дополнительных фактов, которые помогут лучше понять устройство Вселенной:

  1. В космосе нет звука, так как для его распространения нужна среда, такая как воздух или вода. В открытом космосе звуковые волны просто не могут перемещаться.
  2. Самым распространённым элементом во Вселенной является водород — на него приходится около 75 % всей обычной материи.
  3. Чёрные дыры не являются «дырами» в буквальном смысле. Это области пространства с настолько сильным гравитационным полем, что даже свет не может их покинуть.
  4. Солнечная система движется в космосе со скоростью около 220 км/с относительно центра Галактики.
  5. По современным оценкам, во Вселенной существует около 200 миллиардов галактик, и в каждой из них сотни миллиардов звёзд[1].

Изучая космос, мы лучше понимаем своё место во Вселенной и осознаём, насколько огромен и многообразен окружающий нас мир. Каждый новый факт о космосе приближает нас к раскрытию его тайн, но в то же время рождает всё новые и новые вопросы. Космос никогда не перестанет удивлять нас своей красотой, сложностью и масштабами.

Столбы туманности Орел в космосе

Топ-10 интересных фактов о космосе

  1. В космосе нельзя плакать, так как слёзы не могут стекать по щекам из-за отсутствия гравитации. Они просто собираются в шарик и висят перед глазами.
  2. На Марсе есть гора Олимп — самый высокий известный вулкан в Солнечной системе. Его высота составляет 21,9 км, что почти в три раза выше Эвереста[6].
  3. Из-за расширения Вселенной галактики удаляются от нас быстрее скорости света. Однако это не нарушает теорию относительности, так как само пространство расширяется.
  4. Если вы попадёте в чёрную дыру, то теоретически сможете увидеть свою спину, так как мощная гравитация искривляет световые лучи вокруг нее.
  5. На Юпитере и Сатурне идут дожди из алмазов. В атмосферах этих планет-гигантов углерод конденсируется в кристаллы под огромным давлением.
  6. Звук самого громкого известного взрыва во Вселенной дошёл до Земли спустя 50 миллионов лет. Это был взрыв сверхновой, зарегистрированный в 2003 году.
  7. Интересные факты о космосе продолжаются: если вы провели в космосе хотя бы 20 минут, то уже официально считаетесь астронавтом.
  8. Если взорвать атомную бомбу в космосе, то вы ничего не услышите, так как в вакууме звук не распространяется.
  9. Если поместить Землю внутрь Солнца, то там поместится более миллиона таких планет.
  10. Самый мощный телескоп в мире способен обнаружить пчелу на Луне. Это китайский радиотелескоп FAST диаметром 500 м.

Первый полёт в космос: факты

  • Первым человеком в космосе стал советский космонавт Юрий Гагарин. Его полёт состоялся 12 апреля 1961 года на корабле «Восток-1»[7].
  • Гагарин совершил один виток вокруг Земли, который длился 108 минут. За это время он облетел планету и успешно приземлился в Саратовской области.
  • Перед стартом Гагарин произнёс ставшую знаменитой фразу: «Поехали!». Это слово стало своеобразным символом начала космической эры человечества.
  • Интересно, что Гагарин был выбран из более чем 3000 претендентов. В итоге отбор прошли всего 20 человек, из которых Гагарин оказался лучшим кандидатом.
  • После триумфального полёта в космос Юрий Гагарин стал известен во всём мире. Он посетил десятки стран, и везде его встречали как героя.

Чёрные дыры в космосе: интересные факты

  • Чёрные дыры не совсем чёрные. Они могут светиться за счет излучения Хокинга — квантового эффекта на границе горизонта событий.
  • Самая большая из известных чёрных дыр имеет массу 66 миллиардов солнц. Она находится в центре сверхмассивной галактики Holm 15A[8].
  • Если в чёрную дыру попадёт человек, то для внешнего наблюдателя он будет «растягиваться» и никогда полностью не исчезнет за горизонтом событий из-за эффекта замедления времени.
  • Несмотря на название, чёрные дыры не являются космическими пылесосами. Чтобы попасть в них, объект должен пересечь горизонт событий, что требует очень близкого приближения.
  • Теоретически возможно использовать вращающиеся чёрные дыры в качестве порталов в другую вселенную. Это следует из решений уравнений Эйнштейна, хотя практическая реализация вряд ли возможна из-за экстремальных условий.

Факты об исследовании космоса

  • За всё время космических исследований на орбите побывало более 550 человек из почти 40 стран. Суммарно в космосе человечество провело уже более 140 лет.
  • Первой женщиной в космосе стала советский космонавт Валентина Терешкова. Её полёт состоялся в июне 1963 года и продлился почти трое суток.
  • Самым дорогим проектом в истории космонавтики была Международная космическая станция (МКС). Её суммарная стоимость оценивается в более чем 150 миллиардов долларов[9].
  • Самая длительная космическая экспедиция продолжалась 437 суток и 18 часов. Этот рекорд был установлен российским космонавтом Валерием Поляковым в 1995 году на станции «Мир».
  • Космонавты на МКС видят 16 восходов и закатов каждые сутки, так как станция совершает полный виток вокруг Земли каждые 92 минуты.

Космические мифы

  1. Миф: большой взрыв был взрывом в пустом пространстве. Факт: на самом деле Большой взрыв был быстрым расширением самого пространства-времени из сингулярного состояния. До него не было ни пространства, ни времени.
  2. Миф: в космосе кровь закипает. Факт: кровь не закипит в космосе, так как она находится под давлением внутри тела. Однако вакуум действительно может вызвать отек тканей и потерю сознания.
  3. Миф: астероиды представляют большую опасность для Земли. Факт: большинство астероидов слишком малы, чтобы представлять угрозу. Только очень крупные (более 1 км) астероиды могут вызвать глобальную катастрофу, но их падения крайне редки.
  4. Миф: планета Нибиру столкнётся с Землёй. Факт: планеты Нибиру не существует. Это выдумка, часть конспирологической теории. Астрономы не обнаружили никаких следов её присутствия вблизи Земли.
  5. Миф: Солнце жёлтого цвета. Факт: Солнце на самом деле белое. Жёлтым оно кажется из-за рассеяния света в атмосфере Земли. В космосе оно выглядит белым[6].

Факты о космосе для детей

  1. Из-за отсутствия гравитации в космосе космонавты спят в специальных спальных мешках, которые крепятся к стенам корабля. Иначе они просто будут парить в невесомости даже во сне[2].
  2. Солнце — это огромная звезда, которая в 109 раз больше Земли по диаметру. Если представить Солнце как дыню, то Земля рядом с ним будет размером с маленькую горошину[1].
  3. В Солнечной системе есть карликовая планета Плутон, которая меньше нашей Луны. Раньше Плутон считался полноценной планетой, но в 2006 году его статус изменили[10].
  4. На Луне есть места, названные морями, например Море Спокойствия или Море Дождей. Но это не настоящие моря — это огромные тёмные области, состоящие из базальтовой лавы.
  5. В космосе нет воздуха, поэтому разговаривать там не получится. Космонавты общаются по радио, а на МКС слышен только гул работающего оборудования станции.

Примечания

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 Chuss, David T. (June 26, 2008), Cosmic Background Explorer, NASA Goddard Space Flight Center, archived from the original on May 9, 2013, retrieved 2013-04-27.
  2. ↑ 2,0 2,1 «How Space is Explored». NASA. Archived from the original on 2 July 2009.
  3. ↑ Иванов Н.М., Лысенко Л.Н. Баллистика и навигация космических аппаратов. — М., 2004. — С. Дрофа.
  4. ↑ Бургин М. С. Межпланетная среда / Физика космоса: Маленькая энциклопедия / редкол.: Р. А. Сюняев. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — С. 396—398. — 783. — 70 000 экз.
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 Гальпер А. М., Гробов А. В., Свадковский И. В. Эксперименты по исследованию природы тёмной материи: Учебное пособие. — М.: МИФИ, 2014
  6. ↑ 6,0 6,1 Glenday, Craig. Guinness World Records. — Random House, Inc., 2009. — С. 12.
  7. ↑ Гагарин Юрий Алексеевич // Большая советская энциклопедия: [в 30 т.] / под ред. А. М. Прохоров — 3-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1969.
  8. ↑ Astronomers Just Found an Absolutely Gargantuan Black Hole The Mass of 40 Billion Suns. Архивировано 10 декабря 2019 года.
  9. ↑ Most expensive man-made object (брит. англ.). Guinness World Records. Архивировано 10 июня 2021 года.
  10. ↑ Eric H, Jul. 13, 2015, 3:00 Pm. Pluto confirmed as largest object in Kuiper belt (англ.). Science | AAAS (13 июля 2015). Архивировано 11 января 2019 года.

Литература

  • Фридман Р., Кауфманн В. Вселенная: от простейших атомов до галактик. М.: Наука, 2005.
  • Спарк Г., Галлахер, Дж. Галактики во Вселенной. СПб.: Питер, 2007.
  • Оппенгеймер Б. Р., Дейв Р. Новые открытия в межзвёздной среде.Журнал астрофизики, том 132, № 2, стр. 152–167. 2006.
  • Силк, Дж. Космос и космология. Оксфорд: Oxford University Press, 2000.
Источник — https://znanierussia.ru/articles/index.php?title=Космос&oldid=1033670