Жизнь в космосе. Как найти иголку в стоге сена?
Вселенная невообразимо огромна, и в ней есть жизнь. Этот факт никто не оспаривает. Оглянитесь вокруг — на этой планете все просто кишит ей. И по этому поводу возникает один интересный вопрос. А есть ли жизнь в космосе где-нибудь еще? Давайте сегодня поразмышляем на эту тему…
Представьте себе песчаный пляж. Морской, или речной — это неважно. Наберите пригоршню песка и позвольте ему просочится сквозь пальцы. И пусть у Вас на ладони останется лишь одна крупнозернистая песчинка размером около 1 миллиметра. А теперь представьте себе, что эта песчинка — вовсе не песчинка. А звезда. Огромная звезда, размерами как наше Солнце. Или даже больше.
Сколько звезд в Галактике?
Теперь выясним, сколько песчинок нужно, чтобы представить все звезды в нашей Галактике. По самым консервативным оценкам, в Млечном Пути около 100000000000 (100 миллиардов) звезд. Хотя некоторые астрономы считают, что на самом деле их в 4 раза больше. Поэтому, чтобы сохранить равновесие, возьмем некое среднее значение между двумя оценками — 250 миллиардов. Вот сколько песчинок нам нужно, чтобы представить все эти звезды. Если из всех этих песчинок сформировать больший куб, его объем будет равен примерно 8 кубическим метрам. Примерно такой же размер имеет большая беседка.
Итак, мы выяснили, сколько песчинок понадобится, чтобы представить примерное количество звезд в галактике Млечный Путь. Но как насчет других галактик? Прежде всего, нам нужно вспомнить, сколько галактик находится в наблюдаемой части Вселенной. По последним оценкам, полученным с помощью космического телескопа Хаббл, это число составляет около 2 триллионов! Предположим, что каждая из этих галактик похожа по размеру на наш Млечный Путь. И имеет примерно такое же количество звезд. Тогда общее количество звезд в наблюдаемой части Вселенной мы оценим в 5 × 10 в степени 23. Это 500000000000000000000000000 звезд. Сто секстиллионов. Это просто невероятно! Да, представить такое число очень непросто.
Чтобы выяснить, насколько это на самом деле много, продолжим проводить аналогию с песчинками. И получим объем примерно в 1,56 × 10 в 13 степени, или 15625000000000 кубических метров. На самом деле, проще уже будет считать в кубических километрах. Получается объем в 15625 кубических километров. Помните, это объем, который заполняют маленькие, почти невесомые песчинки. То есть одна песчинка представляет одну звезду. Даже не планету! Итак, сколько же это в реальности? А в реальности это примерно 2/3 объема горы Эверест.
Все эти цифры, прошу понять и простить, отнюдь не истина. Однако они, безусловно, могут дать Вам представление о том, с чем мы имеем дело.
Где же ты, другая жизнь в космосе?
Ближайшая к нам звезда, Проксима Центавра, находится примерно в 9,4 триллиона километров от Солнца. А диаметр самого Солнца составляет каких-то жалких 1,4 миллиона километра. То есть, в случае с нашими песчинками, они будут лежать на пляже на расстоянии друг от друга около 6,7 метра.
Этот пример должен наглядно показать Вам, насколько огромна наблюдаемая часть Вселенной. И сколько в ней звезд. А ведь эта часть Вселенной тоже может быть лишь воображаемой песчинкой по отношению к горе Эверест. Так что, друзья мои? Вы все еще думаете, что жизнь в космосе больше нигде не могла появиться😉?
Учеными установлено, что возле каждой звезды есть по крайней мере одна планета. Одной из задач космического телескопа Kepler, так же как и космических аппаратов Gaia, CHEOPS и TESS, является поиск экзопланет, которые вращаются вокруг других звезд. И на настоящий момент обнаружено уже 4380 таких миров. Из них 350 находятся в так называемой «обитаемой зоне». Это область вокруг звезды, которая позволяет планетам поддерживать жизнь.
И вот, наконец-то, мы и подошли к ответу на вопрос, озвученный в заголовке статьи. Поскольку около 10% всех обнаруженных экзопланет находится в обитаемой зоне, было бы разумно предположить, что, возможно, 10% всех планет во Вселенной вращаются вокруг звезды в этой же зоне. Это дает нам жалкие 50 000 000 000 000 000 000 000 планет для поиска жизни. Это просто невообразимое число. Оперируя такими числами можно предположить, что первая самовоспроизводящаяся молекула вполне могла появиться случайным образом не один раз, здесь, на Земле. Жизнь в космосе могла возникнуть и в другом месте тоже.
Одиночество во Вселенной
И мы усиленно ведем ее поиски. Скоро на орбите начнет работать новый космический телескоп имени Джеймса Уэбба. Планируется, что он будет запущен в космос конце октября этого года. Будущие космические телескопы Европейского космического агентства Платон и Ариэль планируются к запуску в 2026 и 2029 годах соответственно. Благодаря всем этим новым приборам и их увеличенному разрешению наши поисковые мощности будут большими, чем когда-либо в истории.
Но когда же мы найдем жизнь? На этот вопрос ответить гораздо сложнее. На самом деле на него сейчас ответить просто невозможно. Потому что, хотя и очевидно, что жизнь в космосе есть где-то еще, она может быть настолько далека от нас, что мы никогда с ней не встретимся. Может быть, в этом углу космоса мы совсем одни. На многие миллиарды кубических мегапарсек…
Источник
Сколько галактик во Вселенной известно современному человеку?
Те, кто имеет немного представления о Вселенной, хорошо знает, что космос постоянно находится в движении. Вселенная с каждой секундой расширяется, становиться все больше и больше. Другое дело, что в масштабах человеческого восприятия мира, осознать размеры происходящего и представить структуру Вселенной достаточно трудно. Помимо нашей галактики, в которой расположено Солнце и находимся мы, существуют десятки, сотни других галактик. Точного количества далеких миров не знает никто. Сколько галактик во Вселенной, можно знать только приблизительно, создав математическую модель космоса.
Следовательно, учитывая размеры Вселенной, можно с легкостью допустить мысль, что в десятке, в сотне миллиардов световых лет от Земли, существуют миры, похожие на наш.
Пространство и миры, которые нас окружают
Наша галактика, получившая красивое название «Млечный путь», еще несколько веков назад, по мнению многих ученых, была центром мироздания. На деле оказалось, что это только часть Вселенной,и существуют другие галактики различных видов и размеров, большие и маленькие, одни дальше, другие ближе.
В космосе все объекты тесно взаимосвязаны, движутся в определенном порядке и занимают отведенное место. Известные нам планеты, хорошо знакомые звезды, черные дыры и сама наша Солнечная система располагаются в галактике Млечный путь. Название это не случайно. Еще древние астрономы, наблюдавшие ночное небо, сравнили окружающий нас космос с молочной дорожкой, где тысячи звезд похожи на капли молока. Галактика Млечный путь, небесные галактические объекты, находящиеся в нашем поле зрения, составляют ближайший космос. Что может находиться за пределами видимости телескопов, стало известно только в XX веке.
Последующие открытия, которые увеличили наш космос до размеров Метагалактики, натолкнули ученых на теорию о Большом взрыве. Грандиозный катаклизм произошел почти 15 млрд. лет назад и послужил толчком к началу процессов образования Вселенной. Одну стадию вещества сменяла другая. Из плотных облаков водорода и гелия стали формироваться первые зачатки Вселенной — протогалактики, состоящие из звезд. Все это происходило в далеком прошлом. Свет многих небесных светил, который мы можем наблюдать в сильнейшие телескопы, является лишь прощальным приветом. Миллионы звезд, если не миллиарды, усыпавшие наш небосклон, находятся в миллиарде световых лет от Земли, и давно прекратили свое существование.
Карта Вселенной: ближайшие и дальние соседи
Наша Солнечная система, прочие космические тела, наблюдаемые с Земли — это сравнительно молодые структурные образования и наши ближайшие соседи в огромной Вселенной. Долгое время ученые считали, что ближайшей к Млечному Пути являлась карликовая галактика Большое Магелланово облако, расположенная всего в 50 килопарсеках. Только совсем недавно стали известны реальные соседи нашей галактики. В созвездии Стрельца и в созвездии Большого Пса расположились маленькие карликовые галактики, масса которых в 200- 300 раз меньше массы Млечного пути, а расстояние до них составляет чуть более 30-40 тыс. световых лет.
Это одни из самых маленьких вселенских объектов. В таких галактиках количество звезд относительно небольшое (порядка нескольких миллиардов). Как правило, карликовые галактики постепенно сливаются или поглощаются более крупными образованиями. Скорость расширяющейся Вселенной, которая составляет 20-25 км/с, невольно приведет соседствующие галактики к столкновению. Когда это произойдет и чем обернется, мы можем только предполагать. Столкновение галактик происходит все это время, и в силу скоротечности нашего существования, наблюдать за происходящим не представляется возможным.
Андромеда, в два-три раза превышающая своими размерами нашу галактику, является одной из самых близких к нам галактик. Среди астрономов и астрофизиков она продолжает оставаться одной из самых популярных и располагается всего в 2,52 миллионах световых лет от Земли. Как и наша галактика, Андромеда входит в Местную группу галактик. Размер этого гигантского космического стадиона — три миллиона световых лет в поперечнике, а количество присутствующих в ней галактик насчитывается порядка 500. Однако даже такой гигант, как Андромеда, выглядит коротышкой в сравнении с галактикой IC 1101.
Эта самая большая во Вселенной спиралевидная галактика располагается в сотне с лишним миллионов световых лет от нас и имеет диаметр более 6 миллионов световых лет. Несмотря на то, что в ее состав входит 100 триллионов звезд, галактика в основном состоит из темной материи.
Астрофизические параметры и типы галактик
Первые исследования космоса, проведенные в начале XX века, дали обильную почву для размышлений. Обнаруженные в объектив телескопа космические туманности, которых со временем насчитали более тысячи, представляли собой интереснейшие объекты во Вселенной. Длительное время эти светлые пятна на ночном небе считались скоплениями газа, входящими в структуру нашей галактики. Эдвин Хаббл в 1924 году сумел измерить расстояние до скопления звезд, туманностей и сделал сенсационное открытие: эти туманности — ни что иное, как далекие спиралевидные галактики, самостоятельно странствующие в масштабах Вселенной.
Американский астроном впервые предположил, что наша Вселенная – это множество галактик. Исследования космоса в последней четверти XX века, наблюдения, сделанные с помощью космических аппаратов и техники, включая знаменитый телескоп Хаббл, подтвердили эти предположения. Космос безграничен и наш Млечный путь — далеко не самая крупная галактика во Вселенной и к тому же не является ее центром.
Только с появлением мощных технических средств наблюдения, Вселенная стала обретать четкие очертания. Ученые столкнулись с тем фактом, что даже такие огромные образования, какими являются галактики, могут отличаться по своей структуре и строению, форме и размерам.
Усилиями Эдвина Хаббла мир получил систематизированную классификацию галактик, делящую их на три типа:
Эллиптические галактики и спиральные являются самыми распространенными типами. К ним относятся наша галактика Млечный Путь, а также соседняя с нами галактика Андромеда и многие другие галактики во Вселенной.
Эллиптические галактики имеют форму эллипса и вытянуты в одном из направлений. Эти объекты лишены рукавов и часто меняют свою форму. По своим размерам эти объекты также отличаются друг от друга. В отличие от спиральных галактик, эти космические монстры не имеют четко выраженного центра. Ядро в таких структурах отсутствует.
По классификации такие галактики обозначаются латинской буквой E. Все на сегодняшний день известные эллиптические галактики разделены на подгруппы E0-E7. Распределение по подгруппам осуществляется в зависимости от конфигурации: от галактик почти круглой формы (E0, E1 и E2)до сильно растянутых объектов с индексами E6 и E7. Среди эллиптических галактик встречаются карлики и настоящие гиганты, имеющие диаметры в миллионы световых лет.
К спиральным галактикам относятся два подтипа:
- галактики, представленные в виде пересеченной спирали;
- нормальные спирали.
Первый подтип выделяется следующими особенностями. По форме такие галактики напоминают правильную спираль, однако в центре такой спиральной галактики находится перемычка (бар), дающая начало рукавам. Такие перемычки в галактике обычно являются следствием физических центробежных процессов, делящих ядро галактики на две части. Существуют галактики с двумя ядрами, тандем которых и составляет центральный диск. Когда ядра встречаются, перемычка исчезает и галактика становится нормальной, с одним центром. Существует перемычка и в нашей галактике Млечный путь, в одном из рукавов которой находится наша Солнечная система. От Солнца к центру галактики путь по современным оценкам составляет 27 тыс. световых лет. Толщина рукава Ориона Лебедя, в котором пребывает наше Солнце и вместе с ним наша планета, составляет 700 тыс. световых лет.
В соответствии с классификацией спиральные галактики обозначаются латинскими буквами Sb. В зависимости от подгруппы, существуют и другие обозначения спиральных галактик: Dba, Sba и Sbc. Разница между подгруппами определяется длиной бара, его формой и конфигурацией рукавов.
Спиральные галактики могут иметь различные размеры, начиная от 20 000 световых лет и до 100 тыс. световых лет в диаметре. Наша галактика «Млечный Путь» пребывает в «золотой серединке», своими размерами тяготея к галактикам средней величины.
Самый редкий тип — неправильные галактики. Эти вселенские объекты представляют собой крупные скопления звезд и туманностей, не имеющие четкой формы и структуры. В соответствии с классификацией они получили индексы Im и IO. Как правило, у структур первого типа диска нет или он слабо выражен. Нередко у таких галактик можно рассмотреть подобие рукавов. Галактики с индексами IO представляют собой хаотическое скопление звезд, облаков газа и темной материи. Яркими представителям такой группы галактик являются Большое и Малое Магелланово Облако.
Все галактики: правильные и неправильные, эллиптические и спиральные, состоят из триллионов звезд. Пространство между звездами с их планетарными системами заполнено темной материей или облаками космического газа и частицами пыли. В промежутках этих пустот находятся черные дыры, большие и малые, которые нарушают идиллию космического спокойствия.
Исходя из имеющейся классификации и по результатам исследований, можно с некоторой долей уверенности ответить на вопрос, сколько галактик во Вселенной и какого они типа. Больше всего во Вселенной спиральных галактик. Их более 55 % от общего количества всех вселенских объектов. Эллиптических галактик в два раза меньше — всего 22% от общего числа. Неправильных галактик, аналогичных Большому и Малому Магеллановым Облакам, во Вселенной только 5%. Одни галактики соседствуют с нами и находятся в поле зрения мощнейших телескопов. Другие находятся в самом дальнем пространстве, где преобладает темная материя и в объективе видна больше чернота бескрайнего космоса.
Галактики при близком осмотре
Все галактики относятся к определенным группам, которые в современной науке принято называть кластерами. Млечный Путь входит в один из таких кластеров, в котором присутствуют еще до 40 более-менее известных галактик. Сам кластер же является частью сверхскопления, более крупной группы галактик. Земля, вместе с Солнцем и Млечным Путем входит в сверхскопление Девы. Таков наш фактический космический адрес. Вместе с нашей галактикой в скоплении Девы существуют более двух тысяч других галактик, эллиптических, спиральных и неправильных.
Карта Вселенной, на которую сегодня ориентируются астрономы, дает представление о том, как выглядит Вселенная, каковая ее форма и структура. Все скопления собираются вокруг пустот или пузырей темной материи. Допускается мысль, что темная материя и пузыри также заполнены какими-то объектами. Возможно это антивещество, которое в противоположность законами физики, образует аналогичные структуры в другой системе координат.
Современное и будущее состояние галактик
Ученые считают, что составить общий потрет Вселенной невозможно. Мы располагаем визуальными и математическими данными о космосе, который находится в пределах нашего понимания. Реальные масштабы Вселенной представить невозможно. То, что мы видим в телескоп, является светом звезд, который идет к нам уже миллиарды лет. Возможно, реальная картина на сегодняшний день уже совершенно иная. Самые красивые галактики во Вселенной в результате космических катаклизмов уже могли превратиться в пустые и безобразные облака космической пыли и темной материи.
Нельзя исключать, что в далеком будущем, наша галактика столкнется с более крупной соседкой по Вселенной или проглотит карликовую галактику, существующую по соседству. Каковы будут последствия таких вселенских изменений, остается только гадать. Несмотря на то, что сближение галактик происходит со световой скоростью, земляне вряд ли станут свидетелями вселенской катастрофы. Математики подсчитали, что до рокового столкновения осталось чуть более трех миллиардов земных лет. Будет ли в то время существовать жизнь на нашей планете — вопрос.
В существование звезд, скоплений и галактик также могут вмешаться и другие силы. Черные дыры, которые пока известны человеку, в состоянии поглотить звезду. Где гарантия, что подобные чудовища огромных размеров, прячущиеся в темной материи и в пустотах космоса, не смогут поглотить галактику целиком.
Источник