Почему Вселенная выглядит черной, а не белой?
Посмотрите в ночное небо. Вы увидите манящую бесконечность, усыпанную яркими звездами. А если выберетесь за пределы Земли, то столкнетесь с пугающей чернотой. Но почему при таком огромном количестве звезд космос кажется темным? И как бы выглядела Вселенная, если была яркой?
Сможем ли мы в новом сценарии увидеть звезды? А черные дыры также покажутся на фоне белой Вселенной? Так, давайте кое-что проясним. Здесь понятие «черный/темный» будет рассматривать с точки зрения физики.
Цвет – это видимый спектр световых волн. Темные небесные тела поглощают все цвета спектра. Выходит, что сам «черный» нужно воспринимать не как цвет, а в качестве отсутствия какого-либо цвета. А вот «белый» – это смесь всех цветов и содержит все длины волн видимого света.
Галактики, галактики везде – насколько позволяет видеть космический телескоп Хаббл. Такой взгляд на почти 10000 галактик является максимально глубоким на сегодняшний момент. Так называемая Ультра Глубокая Область Хаббла (Hubble Ultra-Deep Field или HUDF) представляет собой глубокий центр Вселенной, который находится на расстоянии миллиарда световых лет.
Цвет – это наше чувственное восприятие мира. Если же говорить о фоне Вселенной, то когда-то он действительно был ярким, а не темным.
Космическое пространство возникло из Большого Взрыва. На тот момент еще не существовало звезд, излучающих свет. Вы бы могли наблюдать непрозрачное пространство с раскаленным супом из протонов, электронов и нейтронов.
Прошло 300 000 лет, и Вселенная остыла. Указанные выше частицы начали сталкиваться и сливаться в атомы и молекулы. Космос стал прозрачным, но наблюдатель бы воспринимал это как привычную тьму, ведь еще нет ни одного светового источника.
Abell 68, изображенное здесь в инфракрасном свете, представляет собой скопление галактик в космосе. Воздействие гравитации этого объекта на свет позволяет космическому космическому телескопу НАСА Хаббл наблюдать за более далекими и слабыми объектами.
Этот период называют «темной эпохой», и он закончился, когда первые звезды трансформировали водород в гелий. Эти звездные объекты были в 300 раз массивнее Солнца и в миллион раз ярче. Они сияли несколько миллионов лет, после чего взрывались в виде сверхновых.
Растущее излучение первых звезд ионизировало атомы водорода (деление на протоны и электроны). Вот тогда мы и получили темную Вселенную. Но почему? Как так выходит, что звезды не освещают все пространство?
Все дело в парадоксе Ольберса. Если бы Вселенная была белой, а не темной, то она окажется бесконечно старой, бесконечно большой и одновременно статичной. Однако эти характеристики не соответствуют действительности, ведь она не статична.
Возраст пространства составляет чуть меньше 13.8 млрд. лет. Не будем забывать, что у света есть ограничение по скорости, поэтому мы способны уловить лишь те звезды, что отдалены от нас на дистанции не больше 13.8 млрд. световых лет (при супер качественном оборудовании, которым пока не располагаем). Свет от более далеких звезд просто не успевает к нам добраться.
Полюбуйтесь на новое, красивое и качественное фото космоса и Вселенной от космического телескопа НАСА Хаббл. Расположенное в северной небесной полусфере, скопление галактик Abell 1703 состоит из более чем ста различных галактик, которые выступают в качестве мощного космического телескопа или гравитационной линзы.
А теперь главное условие в парадоксе Ольберса, которое не делает Вселенную белой – статичность. Космическое пространство все еще расширяется с увеличивающейся скоростью. Дистанции между звездами растут, длина волны света увеличивается и смещается в сторону красного спектра.
Выходит, что длина волны настолько вытягивается, что больше не улавливается человеческим глазом и становится доступной лишь инфракрасным приборам. На самом деле, Вселенная действительно яркая, но обычное зрение улавливает лишь черный фон.
Хорошо, а что насчет черных дыр? Если бы Вселенная все же была белой, мы бы смогли обнаружить этих чудовищ? Нет! Эти объекты наделены невероятно мощной силой гравитации, поэтому вообще не излучают света и никогда не окажутся видимыми (помните, что черный – отсутствие цвета).
Возможно, так даже лучше. Темное космическое пространство кажется невероятно таинственным и мотивирует разгадывать тайны. А что бы было при ярком ночном небе? Возникла бы в нас тяга к космическим путешествиям? Что думаете?
Источник
Топ-25: ложь про космос, в которую мы верили с самого детства
А вам нравится, когда собеседник откровенно врет или говорит о вещах, о которых не имеет ни малейшего понятия? К сожалению, большинство людей давно стало жертвами ошибочных или намеренно лживых стереотипов о космосе. Вдобавок наши знания о Вселенной постоянно меняются, и разобраться в новой информации бывает непросто даже самим ученым. Но какие именно из распространенных убеждений на самом деле не имеют ничего общего с реальностью? Узнай об этом прямо сейчас из подборки 25 самых ярких заблуждений о космосе!
25. Астронавты на орбите пребывают в условиях полной невесомости 
Ну почти, но не совсем… На записях с видеокамер на орбитальных станциях мы часто наблюдаем за тем, как по кабине плавают предметы, а сами астронавты кажутся легче пушинки. Специалисты из НАСА попробовали объяснить это самым простым образом, чтобы не загружать вас сложными терминами. Внутри орбитального шаттла все незакрепленные предметы словно не имеют веса потому, что сам космический корабль находится в свободном падении, а астронавты внутри него испытывают пониженную гравитацию. Почему же тогда МКС никак не упадет на Землю? Дело в том, что аппарат движется так быстро, что все время промахивается. Другими словами, космонавты все время падают за горизонт.
24. Солнце желтое 
Вообще-то оно белое. Нам оно кажется желтым из-за искажения солнечного излучения во время его прохождения через нашу атмосферу.
23. Ваш мобильный телефон работает благодаря спутникам 
Обычно 99% всех сигналов проходит по обычным кабелям. Только очень небольшая часть коммуникаций связана со спутниками.
22. Полет через пояс астероидов смертельно опасен 
Если вы смотрели Звездные войны, вы уже успели представить себе эту страшную картину. Однако правда заключается в том, что если бы вы на самом деле пролетели сквозь пояс астероидов, вы бы этого даже не заметили. Плотность небесных тел в этой зоне настолько низка, что не представляет почти никакой опасности для космических путешественников, но Голливуд был вынужден лгать, чтобы снять как можно более зрелищное кино.
21. Великая Китайская стена – единственное видимое из космоса рукотворное строение 
И снова мимо, потому что Великая Китайская стена не такая уж и уникальная. С МКС на расстоянии примерно 400 километров можно рассмотреть и другие здания и строения, причем некоторые из них намного заметнее, чем легендарное китайское укрепление.
20. Земля – это идеально круглая сфера 
Из-за постоянного вращения наша планета в районе экватора немного выпуклая, и она представляет собой скорее эллипс, чем идеально округлый шар.
19. Меркурий – самая жаркая планета Солнечной системы 
Вы, наверное, думали, что раз уж Меркурий ближе остальных планет к Солнцу, то там наверняка жарче всего. Однако такое мнение – очередное заблуждение. Благодаря атмосферным условиям вторая планета Солнечной системы, Венера, может похвастать средней температурой в 480 °C, в то время как на Меркурии этот показатель находится в районе 167 °C.
18. Солнце – это огромный огненный шар 
Нет там никакого огня. Для огня в привычном для нас понимании необходим кислород, а Солнце состоит в основном из гелия и водорода. Источник солнечного жара кроется в процессе термоядерной реакции. Давление и температура внутри солнечного ядра так велики, что атомы водорода вступают в реакцию и преобразуются в атомы гелия. Этот процесс и обеспечивает нас столь необходимым теплом и светом.
17. У Луны есть «темная сторона» 
Существуют легенды о той стороне Луны, которая якобы вечно объята тьмой и хранит какие-то жуткие секреты. Знайте, на самом деле не существует ничего подобного. Зато есть обратная (или дальняя) сторона Луны, которую с Земли обычно не видно из-за вращения и нашей планеты, и нашего естественного спутника. Чтобы увидеть эту сторону надо просто облететь Луну вокруг. Всего лишь.
16. Плутон – планета Солнечной системы 
В школе нас учили, что в Солнечной системе есть 9 планет, и что Плутон – одна из них. Но наука не стоит на месте, и терминология постоянно меняется. С 2006 года по постановлению Международного астрономического союза (МАС) Плутон разжалован и признан карликовой планетой. Но почему? Все дело в том, что в 2006 году тот самый МАС дал новое определение термину «планета», и Плутон, как оказалось, не обладает всеми необходимыми качествами. Вы наверняка слышали, что дальше Нептуна находится пояс Койпера. По сути это огромный астероидный пояс, и Плутон – не самый крупный объект в его пределах.
15. Загадочная девятая планета (или планета 9) 
Плутон больше не считается девятой планетой Солнечной системы, но ученые все же полагают, что некая девятая планета существует. Это гипотетическое транснептуновое небесное тело вполне может оказаться реальным. Ученые пришли к такому выводу на основании наблюдений за орбитами нескольких других космических объектов из пояса Койпера, на которые явно оказывается некое постороннее гравитационное влияние. Вероятно, планета 9 находится очень далеко от нас, и она намного крупнее Земли.
14.Черные дыры – это воронки 
В кино и мультфильмах черные дыры обычно изображают в виде огромных воронок, засасывающих все вокруг себя. В реальности черные дыры больше похожи на гигантские сферы. По сути это скорее невероятно плотные звезды с мощнейшей гравитацией.
13. В Средневековье люди думали, что Земля плоская 
Почти любой ученый тех лет знал, что наша родная планета шарообразная. Именно по этой причине европейцы и принялись совершать героические плавания – чтобы добраться до Запада через Восток и найти новый морской путь. Вдобавок о форме Земли знали еще древние греки. Упоминание об этом есть в записях 300 года до нашей эры.
12. Космос холодный 
Не совсем. Измерить температуру космоса не так уж и легко. Наверное, потому что измерять просто нечего. Высокие температуры обычно значат, что атомы субстанции находятся в возбужденном состоянии. Однако космический вакуум явно не отличается подвижностью атомов. Правильнее было бы сказать, что в космосе нет никакой температуры.
11. В открытом космосе вы замерзнете до смерти 
Как мы уже убедились, с температурой в космосе не все так просто. Более того, если человек внезапно окажется в открытом космосе и без скафандра, он скорее перегреется. Почему? Потому что тепло, производимое нашим телом, будет лишено возможности покинуть организм. На Земле мы с легкостью охлаждаемся — потеем, обмениваемся температурами с окружающей средой и так далее. В космосе же такие способы уже не сработают, ведь обмениваться там попросту не с чем.
10. В космосе человеческая кровь вскипает 
Это утверждение тоже ошибочно. Да, при условии более низкого давления жидкости вскипают на более низких температурах (если это давление не позволяет жидкости преобразоваться в газ), но с вашей кровью такого не произойдет. Почему? Потому что ваша кровь находится в закрытой системе, и эффект нулевого давления не окажет такого скоротечного влияния. Конечно, жидкости, открытые для внешней среды (слюна, внешняя оболочка глаз) вскипят почти тотчас. А вот кровь – нет. Вдобавок, не путайте кипение с нагревом. Слюна не станет горячей, из-за пониженного давления она просто перейдет в газообразное состояние.
9. В открытом космосе ваше тело взорвется 
Эта яркая картинка не раз представала перед взором любителей научно-фантастических фильмов. И да, это очередная ложь, придуманная для драматизации и кассовых сборов. Человеческое тело слегка распухнет, но уж точно не разлетится на части. В 1966 году один ученый из Хьюстона испытывал скафандр в условиях искусственного вакуума, эквивалентного пребыванию на высоте 37 километров. Защитный костюм оказался неисправен, и техник пережил опаснейшую декомпрессию. Давление было восстановлено в течение 30 секунд, поэтому мужчина не испытал никаких губительных для здоровья последствий, и позже ученый даже вспоминал, что перед потерей сознания он почувствовал, как у него вскипела слюна.
8. Хвост кометы зависит от траектории пути этого небесного тела 
Нет, все опять не так, ведь хвост кометы образуется под воздействием тепла и солнечного ветра, а не от трения или какого-то другого механического влияния. Это значит, что хвост всегда направлен от солнца, вне зависимости от направления движения кометы.
7. В космосе можно услышать взрывы 
В космосе невозможно услышать ровным счетом ничего, потому там нет среды, по которой могли бы передаваться звуковые сигналы.
6. Мы не можем летать слишком быстро, потому что современные двигатели недостаточно мощные 
В космосе нет практически никакого сопротивления, так что даже самый скромный двигатель может разогнать огромный корабль до невероятных скоростей. НАСА сейчас как раз экспериментирует над ионными двигателями малой тяги. Однако главная проблема заключается в запасах топлива. Чтобы длительное время разгонять столь крупный объект, двигателю необходим серьезный источник питания. Когда космолет все же достигнет своей максимальной скорости, его двигатель можно будет отключить, ведь теперь судно достигнет другого конца Вселенной без каких-либо проблем. Другое дело, что когда-то вам захочется и остановить корабль, а для этого нужна будет уже обратная тяга. На остановку судна пригодится столько же топлива, сколько и на разгон, так что ученым есть еще над чем поломать свои светлые умы.
5. Взрывы в космосе сопровождаются пламенем 
Звездные войны – все же плохой источник информации. Как мы уже выяснили на примере Солнца, огню необходим кислород. Поскольку в космосе нет воздуха, взрывы там будут выглядеть совсем иначе, то есть далеко не как в голливудских фильмах. Что касается ракетных двигателей, они производят пламя, но только лишь потому, что в танкере с топливом есть заодно и запас кислорода.
4. Астронавты в открытом космосе летают с помощью маленьких реактивных моторчиков 
Почти, но не совсем. Скафандры, действительно, оснащены чем-то похожим, но только на всякий случай, и в таких системах недостаточно топлива для полетов в стиле голливудских фильмов.
3. Нет ничего быстрее скорости света 
Это относительно верно, но ученые стали все чаще приходить к выводу, что квантовая механика не всегда следует собственным же правилам. Например, квантовая запутанность и другие подобные феномены могут привести к открытию возможности путешествовать на скоростях, превышающих скорость света. Это станет чрезвычайно важным прорывом не только для космических полетов, но и для сферы вычислительных устройств.
2. НАСА потратило миллионы долларов на разработку ручки, которая бы писала в космосе 
Этот миф часто рассказывают, когда вспоминают про космическую гонку 60-х годов, разгоревшуюся между агентствами США и СССР. Народ посмеивался, что НАСА потратило миллионы долларов на разработку шариковой ручки, которая писала бы в условиях относительной невесомости, в то время как советские космонавты проявили знаменитую русскую смекалку и взяли с собой обычные карандаши. Однако правда заключается в том, что оба государства использовали сначала карандаши и фломастеры, а потом перешли на специальную ручку, но ее разработка не стоила никому никаких миллионов долларов. Письменная принадлежность для космонавтов была создана по собственной инициативе частной компании Fisher Pen Company, которая потом стала продавать свои ручки по 6 долларов за штуку.
1. Земля вращается вокруг Солнца 
А вот и самая невероятная ложь! Теперь вам будет, чем щегольнуть перед друзьями в праздной беседе, и удивить всех не на шутку. Каждый объект воздействует на любое другое тело, и это значит, что не только гравитация Солнца влияет на Землю, но и гравитация нашей планеты влияет на движение Солнца. Технически оба этих небесных тела вращаются вокруг так называемого барицентра. В случае Земли эта условная точка так близка к центру Солнца, что ее стали попросту игнорировать. Однако в случае Юпитера барицентр находится в 48 280 километрах от поверхности Солнца. В каком-то смысле все мы вращаемся вокруг друг друга…
Все фотографии: pixabay (public domain)
Источник