Вселенная космос мир свет

Космос: что такое, границы, где начинается, описание, строение, фото и видео

Космос привлекал людей еще с древних времен. Глядя на звезды и безграничное пространство, человек мечтал изучить его. Однако оно настолько велико, что сделать это не так-то просто. Несмотря на то, что люди уже обладают технологиями, позволяющими отправиться в открытый космос, его освоение идет очень медленно.

Что такое космос

Под космосом подразумевается пустое пространство во Вселенной, находящееся за пределами планетарных атмосфер. В нем присутствуют частицы водорода, кислорода и пыли, правда их концентрация очень мала и составляет лишь несколько молекул на кубический метр.

Также в некоторых участках межзвездной среды могут встречаться электромагнитное излучение и космические лучи. Последние представляют собой движущиеся на большой скорости атомы ядер и элементарные частицы.

Границы

Космос обладает множеством границ, пролегающих на разных расстояниях относительно Земли:

35 км – на этой высоте вода уже не может существовать в жидком виде, поскольку из-за атмосферного давления в 611 Па она закипает даже при нулевой температуре;
100 км – здесь проходит официально признанная граница между атмосферой Земли и ближним космосом, за ее пределами, для перемещения, люди вынуждены прибегать не к аэронавтике, а космонавтике;
100 тыс. км – наружная граница экзосферы – самого верхнего атмосферного слоя;
260 тыс. км – расстояние от Земли, где притяжение планеты сильнее солнечного;
13 млрд км – начало межзвездного пространства и дальнего космоса;
20 трлн км – граница Облака Оорта, за пределами которой не действует притяжение Солнечной системы;
300 квдрлн км – расстояние до границы Млечного Пути;
30 квнтлн км – граница Местной группы галактик, куда входят Млечный Путь, Андромеда и Треугольник;
250 скстлн км – предел видимости вещества в космическом пространстве;
870 скстлн км – граница видимости излучения.

Чем космос отличается от Вселенной

Довольно трудно установить четкую разницу между этими понятиями, поскольку в определенном контексте под ними могут подразумеваться разные вещи.

В современном мире за космос принимают бескрайнее пространство, начинающееся сразу после атмосферы Земли. В нем находятся планеты, звезды, галактики и другие небесные объекты. Для большего удобства космос разделяют на ближний, который можно исследовать с помощью современных спутников и аппаратов, и дальний, добраться до которого пока невозможно.

Под Вселенной подразумевается не только пространство между объектами, но и сами небесные тела. В философии даже человек является ее частью. Также существует мнение, что космос существовал всегда, а Вселенная возникла в момент Большого Взрыва.

Межпланетное пространство

Под межпланетным подразумевается пространство, ограниченное орбитой наиболее отдаленной планеты от звезды. В нем могут присутствовать различные вещества: газ, частички пыли, водород и т.д. Также пространство пронизано электромагнитным излучением.

Температура в конкретной точке межпланетного пространства определяется путем помещения в нее абсолютно черного тела. Последнее впитывает в себя электромагнитное излучение и тепло, постепенно нагреваясь. Его температура и будет считаться за истинное значение.

Межпланетная среда

Данная среда представляет собой совокупность веществ и полей, находящихся в межпланетном пространстве. В Солнечной системе она состоит из:

магнитного поля;
космических лучей;
нейтрального газа;
пыли;
электромагнитного излучения;
солнечного ветра.

Последний компонент преобладает в межпланетной среде, поскольку звезда испускает в пространство большое количество ионизированных частиц.

Межгалактическое пространство

Под данным пространством подразумевается область космоса, находящаяся между галактиками. В ней практически отсутствуют какие-либо вещества, и по своему составу она схожа с вакуумом.

Между галактиками температура способна доходить до 10 млн градусов Цельсия. Такое высокое значение обусловлено большим количеством звездного ветра и излучения, исходящего от черных дыр.

Войдом называется космическое пространство, в котором отсутствуют галактики. Плотность объектов в таких областях на 90% меньше, чем в звездных системах. Размеры войда могут варьироваться от 10 000 до 100 000 парсек. Если габариты превышают этот диапазон, то его называют “супервойдом”. Границы таких областей определяются с помощью галактических нитей. Последние представляют собой прямые, состоящие из скопления звездных систем.

Межгалактическая звезда

Межгалактическими звездами называются светила, которые не входят в состав галактик. Первые объекты такого типа были открыты во второй половине 90-х. Считается, что они образуются за счет столкновения галактик или при сближении двойной звезды с черной дырой. В последнем случае одно из светил “выстреливается” в сторону и перемещается на большое расстояние.

Большое число звезд такого типа обнаружено в Скоплении Девы. Их количество находится в районе триллиона. Также найдено 675 светил в окрестностях Млечного Пути. Большинство из них являются красными гигантами, а состав указывает на то, что звезды образовались в центре галактики, после чего переместились на ее границу.

Процесс изучения

Изучать космос человечество начинало постепенно, и в будущем ему предстоит совершить еще массу увлекательных открытий. Процесс освоения внеземного пространства начался 4 октября 1957 года, когда состоялся запуск аппарата “Спутник-1” – первого устройства, отправленного за пределы атмосферы.

А 12 апреля 1961 года Юрий Гагарин полетел в космос. Спустя пять лет люди успешно состыковали пилотируемые корабли, а через год повторили это с беспилотными. В 1969 году, 21 июля, Нил Армстронг первым высадился на Луну. Через два года в эксплуатацию была введена станция “Салют-1”, движущаяся по орбите Земли. В ноябре 1998 года был запущен первый модуль МКС.

С тех пор люди всячески стараются улучшать технологии, позволяющие осваивать космическое пространство.

Скорости, необходимые для выхода в ближний и дальний космос

Для того, чтобы объект мог выйти на орбиту планеты, он должен двигаться с определенными скоростями, которые называются космическими. Для Земли они равны следующим значениям:

7,9 км/с – 1-я космическая скорость, позволяет выйти на орбиту Земли;
11,1 км/с – 2-я космическая скорость, на которой объект попадает в межпланетное пространство;
16,67 км/с – 3-я космическая скорость, позволяет выйти в межзвездное пространство;
550 км/с – 4-я космическая скорость, необходимая для полета за пределы галактики Млечный путь.

Если объект движется с меньшей скоростью, то сила притяжения планеты, звезды или галактики не позволит ему достигнуть нужной границы.

Воздействие пребывания в открытом космосе на организм человека

Если человек окажется в открытом космосе без средств защиты, у него начнется декомпрессия – процесс расширения пузырьков газа в организме. Параллельно с этим он будет испытывать нехватку кислорода и получать солнечные ожоги. Также если в легких находится воздух, они могут деформироваться из-за разницы давления.

Поскольку вещества не могут находиться в космосе в жидком состоянии, влага на глазах и в ротовой полости сразу начинает испаряться. Также с большой долей вероятности человек потеряет сознание уже через 15-20 секунд.

Почему в космосе холодно

Температура в космоса равна -273 градусам Цельсия. Такое значение называют “абсолютным нулем”, поскольку при нем атомы веществ перестают двигаться. Но почему же в космосе так холодно, даже несмотря на то, что сквозь него проходят солнечные лучи?

Низкая температура связана с тем, что в межпланетном пространстве практически отсутствуют какие-либо вещества. Соответственно, солнечным лучам нечего нагревать.

Почему в космосе холодно, если там вакуум

Теплопроводность вакуума равна нулю, и он полностью пропускает излучение. Поскольку в нем отсутствуют какие-либо вещества и объекты, проходящие сквозь него солнечные лучи ничего не нагревают. Соответственно, температура не меняется и остается равной абсолютному нулю.

Почему космос черный?

Несмотря на то, что в космосе находится множество звезд, испускающих свет, он остается черным. В 1823 году астроном Вильгельм Ольберс предположил, что если пространство вокруг безгранично, а объекты в нем статичны, человек должен видеть свет звезд в любой точке пространства. Однако его глаза распознают лишь мелкие точки на черном фоне. Получается, космос имеет границы. А в 1920-х годах Эдвин Хаббл доказал, что галактики движутся и постепенно отдаляются друг от друга. На основе его выводов появилась теория Большого Взрыва.

Она и объясняет, почему космос черного цвета. Галактики и звезды отдаляются друг от друга с такой скоростью, что свет от них не успевает доходить до точки, с которой ведется наблюдение. И когда человек смотрит на черную область в пространстве, то в ней также находятся звезды, просто он не может их разглядеть. Ведь свет от них не успевает дойти до него.

На какой высоте официально начинается космос?

Космос начинается в 100 км над поверхностью Земли, где пролегает линия Кармана. Ее назвали в честь американского инженера Теодора фон Кармана. В XX веке он первым установил, что на этой высоте атмосфера становится настолько разреженной, что для продолжения движения вверх аппарат должен двигаться с первой космической скоростью.

Позже астрономы провели более точные расчеты и вычислили, что атмосферные ветра полностью отсутствуют на высоте в 118 км, и там же появляются космические частицы.

Важнейшие этапы освоения космоса

Человечество со временем изобретает новые технологии, позволяющие дальше продвинуться в освоении космоса. В истории можно выделить важнейшие этапы данного процесса:

4 октября 1957 года состоялся пуск аппарата “Спутник-1”;
4 января 1959 года спутник “Луна-1” начала вращение вокруг Солнца, став его первым искусственным спутником;
12 апреля 1961 года Юрий Гагарин первым отправился в космос;
15 сентября 1968 года аппарат Зонд-5 сумел вернуться на Землю после того, как совершил полет вокруг Луны;
15 декабря 1970 года аппарат “Венера-7” сел на Венеру;
2 декабря 1971 года “Марс-3” сел на Марс;
с 1975 по 2011 года состоялись запуски первых искусственных спутников разных планет Солнечной системы;
20 ноября 1998 года состоялся запуск модуля “Заря”, ставшего первым блоком МКС.

Также разные страны планируют свои космические программы на годы вперед и продумывают дальнейшее освоение космоса.

Что означает слово “космос”?

Под космосом в современном мире понимают пространство между небесными телами, лежащее за пределами их атмосфер. В философии это слово означает “порядок” и “мироздание”. Также в этой области космос ставится в противоположность хаосу.

Интересное видео о космосе

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Вселенная

Необъятность Вселенной невообразима, это огромное пространство, содержащее миллиарды галактик, каждая из которых содержит миллиарды звезд. Мы с трудом воспринимаем расстояния, связанные с этим, даже один из наших ближайших галактических соседей, Андромеда, находится на расстоянии 2,5 миллиона световых лет. Современный космический аппарат должен был бы путешествовать около 30 миллиардов лет, чтобы достичь его. Некоторые из самых дальних известных галактик существуют на расстоянии более 10 миллиардов световых лет от Земли.

Когда вы смотрите на звезды в ночном небе, вы смотрите в прошлое, свет от некоторых из этих звезд может занять тысячи лет, чтобы достичь нас на Земле. Имея определенное оборудование, вы можете увидеть миллионы и даже миллиарды лет истории. Мы даже можем построить картину того, как выглядела Вселенная всего через четыреста тысяч лет после Большого Взрыва. Тайны Вселенной начинают раскрываться по мере того, как новые технологии дают нам более глубокое понимание того, как она началась, как она будет развиваться и как она, в конечном итоге, закончится.

Рождение вселенной. Теория Большого Взрыва

До существования Вселенной не было ни пространства, ни времени, ни материи, а затем 13,7 миллиарда лет назад невероятно горячая точка размером меньше субатомной частицы, содержащей всю материю во Вселенной, начала расширяться с невообразимой скоростью, создавая пространство и время за триллионную долю секунды. После этого момента Вселенная продолжала расширяться, но гораздо медленнее.

В течение тысяч лет после Большого Взрыва Вселенная, намного меньшая, чем она есть сегодня, была сверхнагретым шаром плазмы, достигающим температуры 300 000 000º C. Примерно через 400 000 лет Вселенная остыла до 3 000º C, позволив ядрам водорода и гелия образовывать атомы. В этот момент Вселенная была примерно 0,001 от той, что имеем сейчас и напоминала огромную светящуюся звезду, рассеивающую видимый свет во всех направлениях.

Примерно через полмиллиарда – миллиард лет после Большого Взрыва Вселенная выросла примерно до одной пятой своего теперешнего размера. Она начала темнеть и остывать всего на несколько градусов выше абсолютного нуля, позволяя атомам в более плотных областях связываться вместе и в конечном итоге сжиматься под действием собственной гравитации. Это привело к образованию первых звезд и ядер галактик. В течение следующих 12,5 миллиардов лет Вселенная заполнилась миллиардами галактик, каждая из которых содержит миллиарды звезд, и продолжает расширяться.

Тёмная материя

Многие считают, что Вселенная состоит из галактик, звезд, планет и лун, видимых и непосредственно обнаруживаемых объектов и частиц, которые мы можем наблюдать. Это на самом деле неверно, видимая материя составляет только около 4% Вселенной. Ученые обнаружили, что существует другой тип материи, называемый темной материей, которая гораздо более распространена во Вселенной, связывая звезды и галактики вместе, составляя около 23% Вселенной.

Поскольку его название предполагает, что темная материя темна и не взаимодействует с нормальной материей, миллиарды этих частиц могут течь через ваше тело прямо сейчас. Ученые утверждают, что темная материя существует, наблюдая, как ведут себя галактики.

В Солнечной системе планета, которая находится ближе к центру, например Марс, вращается вокруг Солнца быстрее, чем планета, находящаяся дальше от центра, например Нептун. Это происходит в результате гравитационных сил, оказываемых на каждое орбитальное тело. Поскольку Солнце является самым массивным объектом в Солнечной системе, чем ближе планета, тем выше ее скорость, чем дальше она тем медленнее скорость обращения.

Это не относится к галактикам, когда мы складываем общую видимую массу галактики, скорости, с которыми движутся звезды, не имеют смысла. Большинство звезд в галактике движутся с почти постоянной скоростью. Таким образом, галактики вращаются с большими скоростями, чем гравитационные эффекты их видимой массы позволили бы. Это нельзя объяснить без гораздо большей массы, участвующей в этом процессе. Ученые полагают, что эта дополнительная масса представляет собой ореол невидимой темной материи, которая образуется вокруг галактик, удерживая их связанными вместе и вращаясь с постоянной скоростью.

Тёмная энергия

Вплоть до конца XX века считалось, что скорость расширения Вселенной должна замедляться из-за сил притяжения гравитации. Затем, в 1998 году, благодаря наблюдениям телескопа Хаббла было обнаружено, что Вселенная на самом деле расширяется быстрее, чем это было в далеком прошлом. Это неожиданное открытие потрясло мир науки, когда они попытались выяснить, что вызвало это ускоренное расширение.