Серия «Космос и вселенная»

3. В 1895 году Константин Циолковский, один из первых российских ученых-ракетчиков, первым предложил концепцию космических лифтов, типа космической транспортной системы.

4. В то время как Хан Соло с трудом управлял упакованным поясом астероидов в фильме "Звездные войны", Империя Наносит Ответный удар, в действительности плотность астероидов около 1 000 000 квадратных км друг от друга. Поэтому вероятность столкновения с астероидом составляет примерно один к миллиарду.

5. В космосе нет звука.

6. Первым землянином в космосе была Лайка, собака, которая была запущена в космос на советском корабле «Спутник-2» в 1957 году. После недели в космосе воздух в капсуле иссяк, и она умерла.

7. Когда вода кипит на Земле, она создает тысячи маленьких пузырьков. Однако в космосе кипящая вода создает один гигантский волнообразный пузырь. Ученые считают, что это связано с отсутствием конвекции и плавучести, которая сопровождает гравитацию.

8. На Земле пламя поднимется. Однако в космосе пламя будет двигаться от источника во всех направлениях. Поскольку пространство не имеет силы тяжести, расширяющийся горячий воздух испытывает равное сопротивление во всех направлениях, поэтому он движется сферически от своего источника.

9. Большинство атомов в наших телах были созданы в звездах в результате синтеза.

10. Первой женщиной в космосе была Валентина Терешкова, советский космонавт, которая вылетела на борту "Восток-6" 16 июня 1963 года.

11. Поскольку в космосе нет гравитации, нет естественной конвекции, а это означает, что тепло тела не поднимется с кожи. Из-за этого тело будет постоянно потеть, чтобы остыть, но, к сожалению, пот не будет капать или испаряться - он просто будет накапливаться.

12. Без гравитации жидкости тела поднимаются в организме выше, чем на Земле , что означает, что в черепе, давящем на глаза, больше жидкости, чем обычно. Это давит глазные яблоки астронавтов и размывает их зрение.

13. Некоторые бактериальные колонии растут намного быстрее в космосе. Например, астрономические колонии E-coli растут почти в два раза быстрее, чем E-coli на Земле. Кроме того, сальмонелла становится гораздо более смертоносной во время полета на космическом корабле, чем на Земле.

14. Теоретики считают, что если вы настроите телевизор на любой канал, который он не получает, то около 1% статического сигнала на нем - это древний остаток Большого взрыва.

15. Хотя все называют это Большим взрывом, сторонники теории предупреждают нас не о том, чтобы считать это обычным взрывом, а скорее внезапным расширением.

16. Некоторые ученые считают, что мы можем оглянуться назад на 10-43 секунды после Большого Взрыва, когда Вселенная была настолько мала, что ее можно было увидеть только под микроскопом. Число 10-43 равно 0,000000000000000000000000000000000000001, или одной 10-миллионной триллионной триллионной доли секунды.

17. По мнению некоторых астрономов, через одну триллионную часть триллионной триллионной доли триллионной секунды после Большого взрыва возникла гравитация, к которой вскоре присоединились электромагнетизм, а также сильные и слабые ядерные силы. К ним мгновенно присоединились элементарные частицы.

18. Черная дыра возникает, когда большая звезда взрывается и оставшееся ядро коллапсирует в объект настолько маленький и плотный, что его гравитация становится слишком сильной даже для самой быстрой вещи во вселенной — света. Первая подтвержденная черная дыра, которая была обнаружена, была Cygnus X-1 в 1964 году.

19. Темная материя (которая связана с темной энергией ) - это «клей», который скрепляет вселенную. Однако, это не было непосредственно измерено, хотя ученые полагают, что у этого есть больше шансов быть обнаруженным, чем темная энергия.

20. Космические лучи - это высокоэнергетические частицы, которые текут через нашу Солнечную систему из глубины космического пространства, но астрономы не уверены в их происхождении.

21. Теоретики считают, что около 98% всей материи, которая существует, была создана с Большим Взрывом (гелий, водород и литий). Более тяжелые вещества, такие как углерод, азот и кислород, появились позже.

22. Наша солнечная система - с солнцем , планетами и их лунами, и миллиардом астероидов и комет - наполняет менее чем триллионную часть нашей вселенной.

23. Наш ближайший сосед в космосе, Проксима Центавра (которая является частью трехзвездного скопления, известного как Альфа Центавра), находится на расстоянии 4,3 световых лет - что примерно в сто миллионов раз дальше, чем путешествие до Луны с Земли. Чтобы добраться до него на космическом корабле, потребуется не менее 25 тысяч лет. Чтобы добраться до следующего соседа, Сириуса (“собачьей звезды”), потребуется еще 4,6 световых года пути.

24. В Млечном Пути среднее расстояние между звездами составляет около 5 световых лет.

25. Никто не знает, сколько звезд в Млечном Пути. Оценки варьируются от 100 до 400 миллиардов. И Млечный Путь - это всего лишь одна из 140 миллиардов галактик, многие из которых больше нашей. Некоторые астрономы утверждают, что при таком большом количестве звезд весьма вероятно, что число продвинутых цивилизаций в Млечном Пути, вероятно, исчисляется миллионами.

26. Хотя теоретики Большого взрыва полагают, что Вселенной около 13,7 миллиардов лет, они также оценили ее в 156 миллиардов лет. Они объясняют, что его диаметр больше, чем его возраст, потому что он расширяется со времен Большого взрыва.

27. Сотрудники НАСА утверждают, что астронавты никогда не было секса на Международной космической станции или во время любых миссий шаттлов. Ученые предполагают, однако, что, хотя секс в космосе может создавать некоторые механические проблемы, зачатие ребенка может быть опасным. Низкая сила тяжести может повысить риск внематочной беременности, а облучение может повысить риск врожденных дефектов.

28. Первой космической обсерваторией, возможно, был Стоунхендж. Около 2600 года до н. э. Британцы построили камни, которые отмечали критические положения Солнца и Луны в течение всего года.

29. Договор по космосу регулирует международное космическое право. В нем говорится, что космическое пространство свободно исследовать для всех наций и что никто не может претендовать на него. Он также запрещает развертывание ядерного оружия в космическом пространстве.

30. Впервые термин “космическое пространство” был использован в эпической поэме Леди Эммелины Стюарт-Уортли 1842 года "Дева Москвы". Термин "космос" был использован еще в 1697 году в Мильтоновском "потерянном рае" для описания области за пределами земного неба.

31. Температура космического микроволнового фонового излучения, которое пронизывает всю вселенную, составляет 2,7 ° К (-270,45 ° С, -454,81 ° F).

32. Самая яркая и массивная из известных звезд - R136a1 в Большом Магеллановом Облаке. Она в 8,7 миллионов раз ярче солнца.

33. Самая старая известная звезда - красный гигант HE 1523-0901. Ему 13,2 миллиарда лет, и он почти так же стар, как и сама Вселенная.

34. Свету (фотонам) требуется 8 минут 22 секунды, чтобы достичь Земли с поверхности Солнца, но 100 000 лет от его ядра.

35. Ядро нейтронной звезды настолько плотно, что одна ложка вещества из нее будет весить 100 миллиардов кг.

36. Только около 6000 звезд видны невооруженным глазом с Земли, и только 2000 можно увидеть из любой точки. С помощью бинокля количество звезд, которые можно увидеть из одного места, составляет около 50 000.

37. Пространство так темно, потому что мы можем видеть свет только тогда, когда он попадает на объект и отражается от него.

38. Без гравитации еда не оседает на вкусовых рецепторах, как мы привыкли на земле. Кроме того, жидкости имеют тенденцию подниматься и собираться в пазухах, вызывая у астронавтов ощущение заложенности, что приводит к снижению вкусовых ощущений.

39. После того как Нил Армстронг и Базз Олдрин вернулись на Землю с Луны, они находились в карантине в течение 21 дня, пока не было установлено, что они не принесли космической чумы. Позже было установлено, что луна была лишена жизни.

40. С 1969 по 1972 год было проведено шесть успешных миссий по высадке людей на Луне с Земли. Всего ее поверхность исследовали 12 астронавтов. Больше никто не был на Луне с 14 декабря 1972 года.

41. После возвращения на Землю многим астронавтам трудно приспособиться к гравитации, и они часто забывают, что вещи падают, если вы их бросаете.

42. Космонавты в космосе будут терять около 1% своей мышечной массы каждый месяц, если они не будут тренироваться по крайней мере 2 часа в день.

43. Первым человеческим прахом, покинувшим Солнечную систему, станет Клайд Томбо, человек, открывший Плутон. Его прах находится на борту космического корабля New Horizons.

44. Считается, что в центре галактик существуют черные дыры, которые примерно в 10-18 миллиардов раз тяжелее Солнца.

45. Наша вселенная состоит из примерно 23% темной материи, 4% обычной материи и 73% темной энергии.

46. Английский адмирал и исследователь шестнадцатого века сэр Фрэнсис Дрейк предложил уравнение Дрейка, согласно которому в нашей вселенной могут существовать миллионы цивилизаций.

47. Первым человеком в космосе был советский космонавт Юрий Гагарин, который в 1961 году облетел Землю на Востоке-1. В следующем году американский астронавт Джон Гленн-младший стал первым американцем, вышедшим на орбиту Земли. Американец Нил Армстронг был первым человеком, ступившим на Луну в 1969 году.

48. На расстоянии около 20 световых лет от Земли находится звезда BPM 37093 (она же Люси, после песни Битлз «Люси в небе с бриллиантами»). Этот белый карлик на самом деле является одним огромным бриллиантом, который весит 10 миллиардов триллионов триллионов каратов и имеет размер нашей луны.

49. Самая большая звезда в нашей известной вселенной расположена в созвездии Лебедя. Это гипергигант, который почти в миллион раз больше Солнца.

50. Ежегодно в космос выводится более 100 искусственных спутников Земли.

51. Ученые подсчитали, что в нашей вселенной может быть до 20 триллионов галактик.

52. В 1992 году, спустя более чем 350 лет после открытия Галилея, Католическая Церковь, наконец, опубликовала заявление через Папу Иоанна Павла II, признающее, что Земля действительно движется вокруг Солнца, и извиняющееся за свое обращение с Галилеем — тем самым оправдывая итальянского астронома, которого она преследовала при жизни и избегала в течение стольких веков.

53. Маленькие звезды живут дольше, чем большие звезды. Крошечная звезда может жить сотни миллиардов лет, в то время как огромная звезда может жить всего несколько миллионов лет. Наше Солнце - это звезда среднего размера, которая будет светить еще 5 миллиардов лет.

54. Юпитер весит вдвое больше, чем все наши планеты вместе.

55. Ветры на Нептуне самые быстрые в нашей солнечной системе со скоростью около 2400 км/ч.

56. Сатурн самая легкая планета. Это даже легче, чем вода. Если бы был океан, достаточно большой, чтобы удержать Сатурна, этот газовый гигант плавал бы как пляжный мяч.

Источник: New-Science.ru

Космический корабль Starship Human Landing System (HLS) для миссии Artemis III (концепт). Источник: SpaceX

Миссия Artemis III должна быть запущена в конце 2025 года. В ее рамках NASA планирует высадить двух астронавтов на южный полюс Луны при помощи спускаемого аппарата Starship LHS, созданием которого занимается компания SpaceX.

Пока что NASA не меняла формальную дату запуска Artemis III. Но сейчас практически никто не сомневается, что такой перенос состоится. Основная причина — состояние готовности Starship LHS. Несколько недель назад представители NASA посетили базу SpaceX, чтобы на месте ознакомиться с тем, как обстоят дела с созданием аппарата. По словам Фри, компания предоставила обновленный график разработки Starship LHS. В настоящее время NASA изучает его, после чего внесет коррективы в свои планы.

Фри также отметил, что в случае длительных задержек с созданием необходимой для  Artemis III техники, NASA рассматривает возможность изменить цели миссии. Он не назвал в чем конкретно будет выражаться такое изменение. Но очевидно, что без Starship LHS членам экипажа Artemis III не удастся ступить на лунную поверхность.

Готовность миссии Artemis II

Что касается миссии Artemis II, то в ее случае дела обстоят куда благоприятнее. NASA активно занимается ее подготовкой. И хотя существует ряд факторов, которые могут сдвинуть дату запуска экспедиции, пока что инженерам удается справляться с возложенными задачами без серьезных задержек.

План полета миссии Artemis II. Источник: NASA

Основное беспокойство сейчас вызывает теплозащитный экран корабля Orion, который получил большие, чем предполагалось, повреждения в ходе миссии Artemis I в прошлом году. Инженеры все еще работают над определением основной причины произошедшего, проводя тесты в дуговой камере, имитирующей условия входа в атмосферу.

На данный момент запуск Artemis II запланирован на ноябрь 2024 года. В ходе миссии корабль Orion с четырьмя астронавтами должен будет облететь Луну, а затем вернуться на Землю.

По материалам https://spacenews.com

Теоретически черная дыра может создать портал в другие области космосаисточник: Фото: кадр из фильма «Интерстеллар»

Представьте лист бумаги, на которой нарисованы две точки — точка A и точка B. Эти точки находятся на разных концах листа, как объекты находятся на разных концах Вселенной. Чтобы соединить точки A и B, можно провести линию напрямую через всю бумагу от точки A до точки B. Но если начать складывать бумагу, она, как пространство-время под влиянием черной дыры, начнет искривляться. По мере «сжатия» бумаги, точки A и B могут соединиться, не перемещаясь самостоятельно. Эта связь между точками и будет червоточиной.

Если бы такая червоточина существовала, то ее можно было бы использовать для перемещения между различными местами в космосе вне зависимости от расстояния. Однако до сих пор не было найдено ни одного доказательства их существования.

Насколько большие черные дыры

Они могут быть большими и маленькими. Ученые считают, что самые маленькие имеют размер всего в один атом, но при этом массу большой горы. Масса — это количество материи или «вещества» в объекте.

Масса «звездных» черных дыр может быть до 20 раз больше массы Солнца. Самые большие называются «сверхмассивными». Их масса превышает массу 1 миллиона солнц.

Стрелец A — черная дыра в центре галактики Млечный Путьисточник: Фото: NASA/UMass/D.Wang et al., IR:NASA/STScI

В центре каждой крупной галактики есть сверхмассивная черная дыра. Такая дыра есть и в центре Млечного Пути — Стрелец А. Она имеет массу, равную примерно 4 миллионам солнц, и могла бы вместить несколько миллионов земных шаров.

Что внутри черной дыры

Никто точно не знает. Предположительно черная дыра состоит из двух основных частей. Есть горизонт событий — граница в пространстве-времени, через которую материя и свет могут проходить только внутрь. Ничто, даже свет, не может покинуть пределы горизонта событий и не может быть обнаружено.

Для удаленного наблюдателя часы рядом с черной дырой будут казаться более медленными, чем те, которые находятся дальше от нее. Это называется гравитационным замедлением времени. Из-за него кажется, что объект, падающий в дыру, замедляется по мере приближения к горизонту событий. Любой свет, излучаемый объектом, кажется более красным и тусклым. В конце концов, падающий объект исчезает полностью. Вот как это выглядит.

Приближаясь к горизонту событий, объект тускнеет для наблюдателяисточник: Фото: YouTube-канала Vsauce

В центре, как описано в общей теории относительности, находится гравитационная сингулярность — область, где кривизна пространства-времени становится бесконечной. Для невращающейся черной дыры эта область принимает форму одной точки; для вращающейся она размывается, образуя кольцевую форму. Сингулярная область имеет бесконечную плотность. Расстояние от центра до горизонта событий называется радиусом Шварцшильда.

Наблюдатели, падающие в дыру, неизбежно попадут в сингулярность. Прежде чем это произойдет, они будут разорваны на части растущими приливными силами в процессе, который иногда называют спагеттификацией или «эффектом лапши». Дело в том, что гравитационная сила, создаваемая сингулярностью, будет намного сильнее на одном конце тела, чем на другом. Если бы кто-то упал в черную дыру ногами вперед, гравитация у его ног была бы намного сильнее, чем у головы, в результате чего человек вытянулся бы вертикально.

Как образуются черные дыры

Гигантские звезды могут взрываться в результате своей собственной тяжести. Когда звезда истощает свои ресурсы и не может больше противостоять гравитации, ее ядро рушится настолько, что формируется черная дыра с невероятно сильным гравитационным полем. Еще большие дыры могут образоваться в результате звездных столкновений.

Теоретически микроскопическая черная дыра может быть создана в результате столкновения частиц в ускорителе частиц, например, на Большом адронном коллайдере. Но многие специалисты считают это маловероятным.

Как черные дыры испускают излучение

Ученый-астрофизик Стивен Хокинг в 1970-х годах задался вопросом, может ли черная дыра излучать тепло. Чтобы измерить эту температуру, он объединил идеи из теории относительности Эйнштейна (описывающей, как работает гравитация в больших масштабах) и квантовой механики (описывающей, как работают мельчайшие компоненты Вселенной). Эти две основные теории о том, как устроена Вселенная, ученые десятилетиями пытались совместить друг с другом. Обе они «вступают в игру» на горизонте событий.

Согласно квантово-механической теории, по всей Вселенной частицы и их аналоги, античастицы, постоянно появляются и исчезают. Обычно, когда они появляются, они не существуют долго, потому что частица и ее аналог быстро аннигилируют друг друга. Но жизнь на краю черной дыры работает по-другому. Гравитационное поле в ней воздействует на вакуум, что дает возможность парному производству частиц и античастиц. Одни из них поглощается дырой, а другие улетают в пространство.

Вылетающая частица образует излучение Хокинга, а падающая частица имеет отрицательную энергию, то есть эта энергия забирается у черной дыры. Проще говоря, Хокинг доказал, что черная дыра теряет свою массу и энергию, а значит, через миллиарды лет исчезнет. Но это излучение никогда не наблюдалось учеными напрямую.

Откуда мы знаем, что черные дыры существуют

Концепцию массивного тела, гравитационное притяжение которого настолько велико, что скорость, необходимая для преодоления этого притяжения равна или превышает скорость света, впервые высказал Джон Мичелл еще в 1784 году. В XX веке Альберт Эйнштейн предсказал существование гравитационных волн — искажений в пространстве-времени, вызванных чрезвычайно сильными космическими катаклизмами в ранней Вселенной. Эйнштейн предположил, что такие колебания будут «исчезающе малы» и их почти невозможно обнаружить.

Первое в истории изображение черной дырыисточник: Фото: Event Horizon Telescope collaboration

Оказалось, возможно. В 2016 году ученые впервые зафиксировали гравитационные волны. Они возникли в результате столкновения двух черных дыр массами в 30 раз больше Солнца. Явление произошло в 1,3 млрд световых лет от Земли. А в 2019 году было опубликовано первое прямое изображение черной дыры в галактическом центре Мессье 87, сделанное Телескопом горизонта событий (EHT). По состоянию на 2021 год, расстояние до ближайшего известного тела, считающегося черной дырой, составляет около 1500 световых лет.

Что Стивен Хокинг думал о черных дырах

Почему Хокинг сказал, что черные дыры не существуют

Хокинг не отрицал существования массивных гравитационных сингулярностей, скрывающихся в центре многих галактик, включая Млечный Путь. Но классический взгляд на черную дыру как на вечную ловушку для всего, что находится внутри, даже для света, неверен. С его точки зрения, черные дыры всегда «слегка серые», с хаотичным и изменчивым краем, а не с четко очерченным горизонтом событий.

Стивен Хокинг всю жизнь посвятил астрофизикеисточник: Фото: YouTube-канал Dr.Stephen Hawking

Хокинг выдвигал гипотезы о том, что в окрестностях черной дыры квантовые эффекты вызывают искажение пространства-времени, не позволяя существовать четкой границе горизонта событий. Он считал, что существует «кажущийся горизонт» — поверхность, где излучение, выходящее из центра черной дыры, лишь задерживается. В отличие от классического горизонта событий, «кажущийся» может исчезнуть, и то, что было внутри, выйдет наружу.

Что такое информационный парадокс

В статье 1976 года Хокинг указал, что исходящие частицы, известные как излучение Хокинга, будут иметь совершенно случайные свойства. В результате, как только черная дыра исчезнет, информация, которую несет все, что ранее упало в нее, будет потеряна для Вселенной. Но это противоречит законам физики, утверждающим, что информация, как и энергия, сохраняется. Эта научная проблема возникает при попытке объединить две основные теории физики: общую теорию относительности и квантовую механику.

Согласно общей теории относительности, черная дыра обладает сильным гравитационным полем, которое притягивает все, что находится в ее радиусе действия, в том числе и свет. Это означает, что если объект попадает в такую дыру, то он навсегда исчезает из Вселенной и не может вернуться обратно. Исчезает и информация о нем — температура, масса, форма и другие физические параметры.

Квантовая механика же утверждает, что информация не может пропасть без следа, а должна сохраняться во времени. Любой объект, содержащий информацию, продолжает существовать и после того, как он попал в черную дыру.

Таким образом, возникает парадокс: если объект, содержащий информацию, попадает в черную дыру и исчезает в ней, информация, которую он содержал, должна быть уничтожена вместе с ним. А это противоречит основным принципам сохранения информации в квантовой механике. Куда же девается информация при поглощении объекта? Ученые бьются над этим вопросом до сих пор, выдвигая разные теории — от «теории брандмауэра» до теории «квантовых волос».

Что предлагал Хокинг для решения информационного парадокса черной дыры

В 2016 году Хокинг вместе с учеными Эндрю Строминджером и Малкольмомом Перри написали статью, в которой говорилось, что черные дыры содержат мягкие частицы. Это низкоэнергетические версии фотонов, гипотетические частицы, известные как гравитоны и другие частицы. До недавнего времени они в основном использовались для расчетов в физике элементарных частиц.

По словам авторов, вакуум, в котором находится черная дыра, не обязательно лишен частиц — только энергии, — следовательно, мягкие частицы присутствуют там в состоянии нулевой энергии. Все, что попадет туда, оставит отпечаток на этих частицах. Вакуум вокруг нее может меняться, но информация останется. Многие ученые не считают теорию достаточно убедительной, а значит, эту и многие другие тайны только предстоит разгадать.

Автор: Екатерина Садкова

Область космического пространства вблизи Земли называется околоземным пространством или околоземной орбитой. Околоземное пространство охватывает различные орбиты, на которых находятся искусственные спутники, космические станции и другие космические аппараты.

На высоте 100 километров над Землей начинается космическое пространство.источник: NASA/Nicole Mann

Околоземное пространство делится на несколько типов орбит: низкую околоземную орбиту (от 160 до 2 000 км), среднюю околоземную орбиту (от 2 000 до 35 786 км) и геостационарную орбиту (35 786 км). На высоте 100 км находится линия Кармана — международная граница между атмосферой и космосом.

Межпланетное пространство

Эта среда состоит из массы и энергии, которая заполняет Солнечную систему и через которую движутся все крупные тела: планеты, карликовые планеты, астероиды и кометы. До 1950 года межпланетное пространство считалось либо пустым вакуумом, либо состоящим из «эфира» — гипотетической всепроникающей среды, колебания которой проявляют себя как электромагнитные волны.

На самом деле в межпланетном пространстве есть межпланетная пыль, космические лучи и горячая плазма солнечного ветра. Температура межпланетной среды изменчива. Для частиц пыли в поясе астероидов температуры колеблются от −73 °C до −108 °C.

«Вояджер-1», запущенный в сентябре 1977 года, исследует самые дальние уголки Солнечной системы.источник: NASA

То, как межпланетная среда взаимодействует с небесными телами, зависит от того, есть ли у них магнитные поля или нет. Например, у Луны нет магнитного поля, и солнечный ветер воздействует прямо на ее поверхность. Планеты с собственным магнитным полем, такие, как Земля и Юпитер, окружены магнитосферой — их магнитное поле доминирует над солнечным. Магнитосфера защищает планету от потоков заряженных частиц солнечного ветра.

Межзвездное пространство

Ученые определяют начало межзвездного пространства как место, где постоянный поток вещества и магнитное поле Солнца перестают воздействовать на его окрестности. Эта граница называется гелиопаузой. Область космического пространства, заполняемая плазмой, которая исходит от Солнца и окружает всю Солнечную систему, — это гелиосфера. На границе между гелиосферой и межзвездным пространством солнечный ветер замедляется и вступает в контакт с плазмой, поступающей из межзвездного пространства.

Это область между звездами содержит разные формы материи: нейтрино, заряженные частицы, атомы, молекулы, темную материю и фотоны. Среднее расстояние между звездами в галактике Млечный Путь — около пяти световых лет, хотя они более сгруппированы вблизи центра галактики, а не на окраинах, где расположены Солнце и Земля.

Межзвездная среда включает газ в ионной, атомарной и молекулярной форме, а также пыль и космические лучи. Она заполняет межзвездное пространство и плавно переходит в окружающее межгалактическое пространство.

Межгалактическое пространство

Это огромные пустые области, которые расположены между галактиками. Например, между Млечным Путем и Андромедой около 2,5 миллиона световых лет межгалактического пространства.

Межгалактическое пространство максимально приближено к абсолютному вакууму. Ученые подсчитали, что на кубический метр приходится только один атом водорода. Плотность материала выше вблизи галактик и ниже в средней точке между галактиками.

Источник: Esahubble

Галактики связаны разреженной плазмой, которая образует космические нитевые структуры. Плазма, составляющая межгалактическую среду, в основном состоит из ионизированного водорода.

Межгалактическую среду можно увидеть в телескопы на Земле, потому что она нагрета до десятков тысяч и даже миллионов градусов. Этого достаточно, чтобы электроны могли покинуть ядра водорода во время столкновений. Ученые могут обнаружить энергию, выделившуюся в результате этих столкновений, в рентгеновском спектре. Рентгеновская обсерватория NASA «Чандра» — космический телескоп, предназначенный для поиска рентгеновских лучей, — обнаружила обширные облака горячей межгалактической среды в регионах, где галактики сталкиваются друг с другом в виде скоплений.

Астрономы также находят в межгалактическом пространстве звезды. Их называют межгалактическими или звездами-изгоями. Считается, что эти звезды были выброшены из своих родных галактик черными дырами или после столкновения с другими галактиками. В исследовании 2012 года сообщалось о более чем 650 таких звезд на краю Млечного Пути, но, по некоторым оценкам, их там могут быть триллионы.

Что такое Вселенная?

Проще говоря, это все. Она включает в себя всю материю, энергию, планеты, звезды, галактики и другие космические объекты. Это и физическое пространство, и время, и, в конце концов, человечество. Хотя размер всей Вселенной неизвестен, можно измерить размер наблюдаемой ее части — примерно 93 миллиарда световых лет в диаметре.

Вселенная возникла около 13,8 миллиарда лет назад в результате Большого взрыва и с тех пор продолжает расширяться. Она состоит из множества галактик, которые объединены гравитационными взаимодействиями. Галактики в свою очередь состоят из звезд, планет, астероидов, комет и других космических объектов. Существуют также области, заполненные межгалактическим газом и пылью.

При изучении движения галактик стало ясно, что в пространстве содержится гораздо больше материи, чем приходится на долю видимых объектов — звезд, галактик, туманностей и межзвездного газа. Эта невидимая материя известна как темная материя. Ученым еще предстоит постичь ее природу.

Рентгеновская лаборатория NASA запечатлела столкновение как минимум четырех скоплений галактик. Синим цветом выделена предполагаемая темная материя. источник: NASA

В самом большом масштабе галактики распределены равномерно и одинаково во всех направлениях, а это означает, что у Вселенной нет ни края, ни центра. В меньших масштабах галактики распределены в скопления и сверхскопления, которые образуют огромные нити и пустоты в пространстве.

В чем разница между Космосом и Вселенной?

Эти термины часто используются как синонимы, но у них есть отличия. Под Вселенной понимается все, что существует, включая время и пространство, материю и законы, которые ими управляют. Понятие Космоса обычно относится к пустоте или пространству между космическими объектами. В этом контексте он рассматривается как вакуум, заполненный лишь разреженной газообразной средой и другими формами энергии. Вселенную принято ассоциировать с хаосом, а космическое пространство — с порядком.

Космос против Вселенной

Космическое пространство относится к пустоте, которая существует между небесными объектами. Вселенная относится ко всей физической материи и энергии, системам, планетам, галактикам. Она включает в себя не только области между небесными объектами, но и другие аспекты реальности, такие как время, пространство и возможные физические законы.

Источник: Unsplash

Космическая среда не включает небесные объекты, только пустоту между ними. Тем не менее в ней есть, хотя и с очень низкой плотностью, ионы и атомы водорода, космические лучи и электромагнитное излучение, а также гипотетическая темная материя. Вселенная включает в себя все небесные объекты.

Состав космоса — магнитные поля, электромагнитное излучение, нейтрино, пыль и космические лучи. Вселенная состоит из планет, звезд, галактик, а также самого космического пространства.

Основное различие понятий заключается в том, что первое относится к пустоте между небесными объектами, тогда как второе обозначает всю совокупность физической материи и энергии, звездных систем, планет, галактик и все содержимое космического пространства. Таким образом, космос — это часть Вселенной.

Автор: Екатерина Садкова

За последнее время наука смогла обнаружить целый арсенал других всевозможных особенностей этих объектов. Оказывается, они не только способны двигаться почти со световой скоростью и проявлять признаки настоящих космических маньяков, уничтожая и пожирая все на своем пути, но еще и демонстрировать существенно более гибкое поведение, чем мы привыкли от них ожидать. Сегодня поговорим о том, на что еще способны эти объекты.

1.Очень быстро вращаться

Ученые впервые точно измерили скорость вращения сверхмассивной черной дыры. Она поражает – 84 процента от скорости света.

Черная дыра галактики NGC 1365, расположенная в 60 миллионах световых лет поразила исследователей своими характеристиками. Ее диаметр составляет 3,2 миллиона километров, а масса приблизительно равна нескольким миллионам солнечных масс.

При вращении она в буквальном смысле искривляет за собой не только пространство, но и время, создавая пылающий водоворот из рентгеновского излучения, газа и пыли, падающие в ее недра. Вся эта материя, вероятнее всего, попадает в черную дыру с одного направления, что по мнению ученых, придает ей такую невероятную скорость вращения.

2.Объединяться в группы

Самые большие из обнаруженных астрономами галактик в буквальном смысле засеяны сверхмассивными черными дырами. Они настолько огромны, что ученые сомневаются в том, что их прародителями являются одиночные звезды. Ученые долгое время подозревали, что сверхмассивные черные дыры могут рождаться в плотных звездных скоплениях, состоящих из групп умирающих двойных звезд или же групп более компактных черных дыр, которые со временем сливаются между собой, образуя настоящих сверхгигантов.

Что интересно, предположение наконец-то обрело настоящее подтверждение. Рентгеновский анализ центра Млечного Пути показал, что непосредственно в самом центре наше галактики скрывается очень плотная область, в которой, могут находиться до 12 черных дыр, вращающихся вокруг основной центральной черной дыры Млечного Пути – Стрельца А*.

Кроме того, анализ показал, что в общей сложности в центральной области нашей галактики могут находится до 20 000 черных дыр.

3.Кидаться материей размером с Юпитер (иногда в нашем направлении)

Теоретические расчеты и компьютерное моделирование говорят о том, что возле центральной черной дыры нашей галактики – Стрельца А* — может находиться очень массивная звезда, которая каждые 10 тысяч лет очень близко приближается к дыре, из-за чего последняя вытягивает из нее звездное вещество, образуя длинную струю из раскаленной материи. Часть этой материи пожирается самой дырой, другая – выбрасывается в космос. Однако некоторая часть этой материи остается на достаточно удаленном от дыры расстоянии и способна сливаться в клубок размером с планету. Но самое интересно заключается даже не в этом.

Эти клубы материи, в некоторых случаях размером с  Нептун, а иногда и достигающие размера Юпитера, выбрасываются в галактическое пространство со скоростью 3,2 – 32,2 миллиона километров в час. По расчетам исследователей, в результате событий приливного разрушения звезды в космос будут выброшены около 100 миллионов подобных тел. И, возможно, некоторые из них будут направлены в нашу сторону.

4.Скрывать галактическое прошлое

Комплекс радиотелескопов «Атакамская большая антенная решётка миллиметрового диапазона» (ALMA) позволил ученым впервые взглянуть ну тор черной дыры – скопление пыли и газа, вращающегося вокруг «пасти» галактического монстра и со стороны напоминающего пончик.

Объект исследования находится в 47 миллионах световых лет от нас в созвездии Кита. Благодаря удивительной мощности и чувствительности ALMA, ученые даже рассчитали его ширину. Она составляет порядка 20 световых лет. Наблюдая за торами черных дыр, исследователи могут больше узнать о прошлом галактик. Например, ассиметричная форма тора может говорить о том, что галактика могла слиться с другой галактикой в некий период своей истории в прошлом.

5.Поглощать материю с невероятной скоростью

В миллиарде световых лет от нас в направлении созвездия Волосы Вероники находится очень яркая галактика PG211+143. Своей яркости галактика обязана центральной черной дыре, которая поглощает материю из внешнего космоса с невероятной скоростью – 100 000 километров в секунду.

Исследователи выяснили, что рентгеновское излучение этой галактики демонстрирует значительное красное смещение, что может объясняться движением материи этой галактики прямиком в сторону центральной сверхмассивной черной дыры с огромной скоростью, составляющей порядка 30 процентов от скорости света. Этот газ почти не вращается вокруг черной дыры, а движется прямо к ее центру по прямой линии, находясь на невероятно близком к центру черной дыры расстоянии, составляющем всего лишь 20 размеров черной дыры.

6.Скитаться по космосу

Астрономы долгое время предполагали, что черные дыры иногда могут быть выброшены из своих галактик. И очень серьезное доказательство этому предположению, как оказалось, находится примерно в 8 миллиардах световых лет от нас. Им является квазар 3C 186, обладающий массой в один миллиард солнечных.

Ученые выяснили, что квазар на всех парах стремится покинуть свое родное галактическое скопление. Согласно расчетам исследователей, газовое облако квазара уносится прочь со скоростью 7,6 миллиона километров в час. При такой скорости, например, с Земли до Луны можно будет добраться всего за 3 минуты.

Астрономы считают, что причиной такого «побега» являются гравитационные волны – продукт слияния двух сверхмассивных черных дыр. В результате этого слияния они создали мощнейшую ударную волну, по силе сопоставимой одновременному взрыву 100 миллионов сверхновых, которая в буквальном смысле вытолкнула квазар со своего «насиженного» места.

7.Красть у более крупных сородичей

На данный момент астрономы не только подтвердили пять событий слияний черных дыр и произведенных ими гравитационных волн, но еще и выделили среди них одно, выделяющееся на общем фоне. Речь идет о слиянии двух черных дырах, масса которых согласно прогнозам, должна была составлять 10-15 солнечных. На деле же оказалось, что масса обеих черных дыр превышает 20 солнечных масс.

Проанализировав собранные данные ученые пришли к выводу, что обе черные дыры набрали в весе из-за того, что воровали «пищу» у существенно более крупной черной дыры, находящейся также по соседству в галактическом центре.

До превращения в черные дыры эти воры представляли собой две массивные звезды. В ходе звездной эволюции они коллапсировали в черные дыры и стали притягиваться к галактическому центру, где уже имелась сверхмассивная черная дыра, поглощающая окружающие ее газ и пыль. Две «крохи» умудрились своровать часть материи у центральной черной дыры и набрали почти в три раза больше массы от своего изначального размера, прежде чем слиться между собой.

8.Использовать магнитные поля для пропитания

По мнению астрономов, одним из основных факторов, определяющих массу черной дыры может быть ее магнитное поле. Исследуя галактику Лебедь А, расположенную в 600 миллионах световых лет от нас, ученые обнаружили в ее галактическом центре очень сильное магнитное поле.

Дальнейший анализ показал, что черная дыра Лебедь А очень активна. Ученые считают, что она является самым мощным внегалактическим источником радиоизлучения в своем созвездии, которое создается в результате поглощения дырой окружающей ее материи. И в этом деле, говорят исследователи, активное участие принимает ее магнитное поле, которое притягивает материю к тору черной дыры, а затем и в самые ее недра.

По мнению астрономов, разница между активными галактиками, такими, как Лебедь А и неактивными галактиками, такими, как наш Млечный Путь, заключается в наличии и отсутствии магнитного поля.

9.Скрываться в крошечных галактиках

В галактике Fornax UCD3 в созвездии Печь находится всего 100 миллионов звезд. Это настоящая кроха по сравнению с тем же Млечным Путем, в котором предположительно могут находиться сотни миллиардов светил. Радиус галактики Fornax UCD3 составляет всего каких-то 300 световых лет. Несмотря на свои крошечные размеры, «ультракомпактная карликовая» UCD3 является одной из самых плотных галактик во Вселенной.

В ее центре находится сверхмассивная черная дыра с 3-5 миллионами солнечных масс. Она почти такая же тяжелая, как черная дыра Стрелец А* в центре нашего Млечного Пути, диаметр которого составляет около 150 000 световых лет.

Обнаружение черной дыры UCD3 оказалось лишь четвертым случаем обнаружения сверхмассивных черных дыр внутри ультракомпактных галактик. Астрономы подсчитали, что на долю дыры приходится 4 процента от общей массы галактики. Как правило в любых других случаях эта доля составляет всего 0,3 процента.

Ученые подозревают, что раньше галактика UCD3 была еще больше, однако близкое расположение с более крупной галактикой лишило Fornax UCD3 большого числа ее звезд, превратив в карлика.

10.Сожрать наше Солнце за два дня

Астрономы обнаружили удивительно прожорливую черную дыру, появившуюся на свет около 12 миллиардов лет назад. Обнаруженный квазар каждые два дня поглощает массу эквивалентную одной солнечной. Вследствие такого аппетита, черная дыра растет настолько быстро, что ее излучение в тысячи раз ярче, чем у целой галактики. Само же излучение происходит вследствие нагрева материи и газов, которые она поглощает.

Ученые пока не разобрались в том, каким образом черная дыра из «темных времен» настолько быстро набрала свою массу, но зато прекрасно понимают ее потенциал.

Если бы этот монстр находился в центре нашего Млечного Пути, то его яркость в 10 раз превзошла бы яркость полной Луны на небе. Объект был бы настолько ярким, что затмил свет большего числа звезд на небе, а еще убил бы нас всех своим рентгеновским излучением.

В данный момент американское аэрокосмическое агентство NASA вовсю готовится к миссии Mars 2020. В рамках запланированных серий испытаний недавно прошел третий (и завершающий) этап тестирования парашютной системы ASPIRE (Advanced Supersonic Parachute Inflation Research Experiment), которая должна помочь летательному аппарату совершить безопасную посадку на поверхность четвертой планеты от Солнца.

Во время серии тестов была произведена оценка двух разных парашютов. Первый являлся практически точной копей парашюта, который использовался в 2012 году для посадки Марсианской научной лаборатории. Второй же был укреплен различными материалами вроде нейлоновых и кевларовых волокон. Скорее всего, в предстоящей миссии будет использован именно второй вариант, так как масса груза значительно превысит ту, что доставлялась в 2012 году.

«Mars 2020 будет нести самый тяжелый полезный груз из всех, что когда-либо доставлялись на поверхность Марса. Испытания ASPIRE показали, как наш парашют будет вести себя, когда он впервые будет развернут в сверхзвуковом потоке высоко над Марсом. И выглядит это просто прекрасно.» — заявил менеджер проекта Mars 2020 Джон Макнами.

Нагрузка на систему парашюта во время тестов была самой высокой из возможных и составила около 37000 килограммов. А это на 85% выше, чем ученые рассчитывали заранее. Парашют был установлен на ракету Black Brant IX и выдержал ее вес. По словам технического руководителя проекта по разработке ASPIRE Яна Кларка,

«Атмосфера Земли вблизи поверхности намного плотнее, чем у поверхности Марса, примерно в 100 раз. Но на высоте около 37 километров ее плотность очень похожа на ту, где на Марсе парашют должен сработать. Именно в этих условиях и проходили испытания.»

Старт миссии Mars 2020 запланирован на 2020 год, а приземление оборудования на поверхность красной планеты должно состояться в феврале 2021.