Космос — це одна з найбільших загадок людства. Кожного дня астрономи та вчені роблять нові відкриття, які змінюють наше розуміння Всесвіту. У цій статті ми розповімо про десять найдивовижніших фактів космосу, які справді змінять ваш погляд на те, в якому світі ми живемо.
Що таке космос і чому він нас цікавить
Космос — це весь простір поза атмосферою Землі, у якому перебувають планети, зірки, чорні дірки та інші космічні об’єкти. Люди цікавляться космосом тисячі років. Ще давні греки спостерігали за зірками та розповідали легенди про них. Сучасна наука дозволяє нам дізнатися набагато більше про Всесвіт.
Дослідження космосу важливе тому, що:
• це допомагає нам розуміти походження нашого світу
• ми можемо виявляти потенційні загрози з космосу
• космічні технології застосовуються у повсякденному житті (GPS, супутниковий інтернет, прогноз погоди)
• це розширює межі людського знання та навичок
Тепер давайте розглянемо десять найцікавіших фактів про космос.
Перший дивовижний факт: Гравітаційні хвилі змінили нашу науку
Гравітаційні хвилі — це хвилі в просторі та часі, які створюються найпотужнішими подіями у Всесвіті. Вони були передбачені Альбертом Ейнштейном понад сто років тому, але їх вдалося виявити лише у 2015 році.
Важливі факти про гравітаційні хвилі:
- Вони створюються, коли зустрічаються дві нейтронні зірки або чорні дірки
- Гравітаційні хвилі подорожують зі швидкістю світла
- Вони розповсюджуються через весь Всесвіт, подібно до хвиль на воді
- Для їх виявлення використовується дуже чутливе обладнання LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)
- За це відкриття науковці отримали Нобелівську премію з фізики у 2017 році
Це відкриття дало нам новий спосіб дослідження Всесвіту. Раніше ми дивилися на космос через телескопи, які фіксують світло. Тепер ми можемо «слухати» космос, виявляючи гравітаційні хвилі.
Другий дивовижний факт: Екзопланети можуть бути насаджені для життя
Екзопланета — це планета, яка обертається не навколо нашого Сонця, а навколо іншої зірки. Першу екзопланету виявили у 1992 році. Сьогодні астрономи вже знайшли більше 5000 екзопланет!
Найцікавіші фактори для пошуку життя на екзопланетах:
• вони мають бути розташовані у «зеленій зоні» — на такій відстані від зірки, де вода може існувати у рідкому стані
• на них має бути атмосфера, яка захищає від шкідливого випромінювання
• вони мають орбітальний період, подібний до земного року
• деякі екзопланети схожі на Землю розміром та температурою
Найвідоміша екзопланета носить назву Kepler-452b. Вона розташована на відстані 1400 світлових років від Землі. Ця планета дуже схожа на нашу — вона близько до своєї зірки та має схожу температуру. Багато вчених вважають, що на такій планеті можливо існування життя.
Ще один приклад — планета TRAPPIST-1e, яка знаходиться у системі, де існує сім планет земного типу. Три з них розташовані у «зеленій зоні» та можуть мати вду на поверхні.
Третій дивовижний факт: Чорні дірки прозорі, а не абсолютно чорні
Чорна дірка — це район космосу, де гравітація настільки сильна, що нічого не може вийти з неї, навіть світло. Колись вчені думали, що чорні дірки — це абсолютно чорні об’єкти, з яких нічого не вирвається.
Проте у 1974 році великий британський фізик Стівен Гокінг доказав, що чорні дірки випромінюють енергію. Це явище назвали гоккінгівським випромінюванням.
Як це працює:
- Біля горизонту подій чорної дірки постійно створюються пари частинок матеріалу та антиматеріалу
- Іноді одна частинка потрапляє в чорну дірку, а інша вирвається
- Частинка, яка вирвалася, видається як енергія
- Це призводить до того, що чорна дірка повільно випаровується
Цей факт змінив наше розуміння чорних дір. Вони не були абсолютною навіччю — вони могли передавати енергію та інформацію.
Четвертий дивовижний факт: Всесвіт розширюється з прискоренням
На початку XX століття астрономи дивилися на Всесвіт через телескопи і бачили, що він складається з нерухомих зірок та галактик. Але потім Едвін Габбл у 1929 році зробив видатне відкриття: Всесвіт розширюється!
Що це означає:
• галактики віддаляються одна від одної
• чим далі галактика, тим швидше вона віддаляється від нас
• Всесвіт мав початок — Великий вибух відбувся приблизно 13,8 мільярда років тому
Але на цьому все не закінчилося. У 1998 році вчені виявили щось ще дивовижніше: розширення Всесвіту відбувається з прискоренням! Це означає, що раніше розширення було повільнішим, а тепер воно прискорюється.
Причину цього явища назвали темною енергією. Темна енергія складає приблизно 68% всього матеріалу Всесвіту, але ми дотепер точно не знаємо, що це таке. Це одна з найбільших загадок сучасної фізики.
П’ятий дивовижний факт: Більшість Всесвіту складається з темної матерії та темної енергії
Якщо розбити склад Всесвіту на частини, то вийде приблизно так:
• 5% — звичайна матерія (планети, зірки, люди, все, що ми можемо побачити)
• 27% — темна матерія
• 68% — темна енергія
Темна матерія — це таємничий вид матерії, який ми не можемо побачити телескопами. Проте ми знаємо про її існування, тому що спостерігаємо її гравітаційний вплив на звичайну матерію та світло.
Важливі факти про темну матерію:
- Вона становить більше 80% всієї матеріалу у Всесвіті
- Темна матерія утримує галактики разом своєю гравітацією
- Без неї галактики розпалися б на части
- Науковці дотепер не знають, з чого складається темна матерія
- Можливо, це якісь невідомі частинки, які називаються WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles)
Це означає, що більшість Всесвіту складається з речовин, які ми не можемо виявити або не розуміємо. Це змушує вчених шукати нові методи дослідження та створювати нові теорії.
Шостий дивовижний факт: На Юпітері існує буря, більша за Землю
Юпітер — це найбільша планета нашої Сонячної системи. Її поперечник приблизно у 11 разів більший за земний. На цій планеті постійно відбуваються найпотужніші шторми у Сонячній системі.
Велика Червона Пляма на Юпітері:
• це гігантський циклон, який існує принаймні 350 років (спостерігається від часу винаходу телескопа)
• його довжина приблизно 16 000 км (це більше за діаметр Землі)
• його ширина становить приблизно 12 000 км
• максимальна швидкість вітру досягає 600 км/год
• він розташований у південній півкулі Юпітера
На випадок, якщо вас цікавить, як виглядає Велика Червона Пляма, варто знати, що вона справді виглядає червоною або оранжево-червоною. Поки що науковці не мають впевненої теорії про те, чому саме така колір. Можливо, це хімічні сполуки, які утворюються під впливом ультрафіолетового випромінювання Сонця.
Сьомий дивовижний факт: На Титані (місяці Сатурна) існують озера з рідкого азоту
Титан — це найбільший місяць Сатурна. Це дуже холодне місце: температура там сягає -179 °C. Попри це, на Титані є рідкі водойми — але не води, а рідкого азоту та метану.
Цікаві факти про Титан:
• це єдине місце у Сонячній системі крім Землі, де існують рідкі водойми на поверхні
• озера розташовані біля північного полюса Титана
• найбільше озеро називається Kraken Mare — його площа приблизно 400 000 км²
• це більше за Каспійське море!
• озера складаються в основному з етану та метану
• під льодяною поверхнею Титана, можливо, також існує океан з води
Насправді Титан є одним з найбільш перспективних місць для пошуку життя у Сонячній системі. Хоча там дуже холодно, атмосфера Титана органічно складна. Там можуть існувати мікроби, пристосовані до таких умов.
Восьмий дивовижний факт: Нейтронна зірка важить як Сонце, але розміром з місто
Нейтронна зірка утворюється, коли масивна зірка експлодує наприкінці свого існування. Матерія стискується з такою силою, що атомні ядра руйнуються, залишаючи нейтрони.
Надзвичайні властивості нейтронних зірок:
- Маса нейтронної зірки становить приблизно 1,4 мас нашого Сонця
- Поперечник нейтронної зірки становить лише 20 км
- Щільність настільки велика, що одна чайна ложка матерії з нейтронної зірки важила б 6 мільярдів тон
- На поверхні нейтронної зірки гравітація в 200 мільярдів разів сильніша за земну
- Нейтронні зірки можуть обертатися дуже швидко — деякі роблять 1000 обертів на секунду
Якби людину опустити на поверхню нейтронної зірки, вона була б прищіплена до поверхні силою, еквівалентною вагові 200 мільярдів людей.
Дев’ятий дивовижний факт: Світло від найдалеких галактик подорожувало 13 мільярдів років
Коли ми дивимося на далекі зірки та галактики, ми насправді дивимося у минуле. Світло подорожує зі швидкістю 300 000 км на секунду, але космос настільки великий, що навіть світлу потрібна величезна кількість часу, щоб досягти нас.
Приклади відстаней у космосі:
• світло від нашого Сонця досягає Землі за 8 хвилин
• найближча до нас зірка (Проксима Центавра) розташована на відстані 4,24 світлових років
• це означає, що світло від неї подорожує 4,24 року, щоб досягти нас
• галактика Андромеда розташована на відстані 2,5 мільйонів світлових років
• найдалекіші галактики, які ми виявили, розташовані на відстані понад 13 мільярдів світлових років
Коли астрономи дивляться на найдалекіші галактики за допомогою найпотужніших телескопів, вони бачать ці галактики такими, якими вони були 13 мільярдів років тому, незабаром після Великого вибуху. Це дозволяє нам дізнаватися про ранню історію Всесвіту.
Десятий дивовижний факт: Частинки можуть бути у двох місцях одночасно
Це явище називається квантовою суперпозицією. Воно дивує навіть більшість фізиків, але це один із найважливіших принципів квантової механіки.
Як це працює:
• елементарні частинки, такі як електрони та фотони, можуть існувати у стані суперпозиції
• це означає, що частинка може бути в кількох станах одночасно, поки ми не виконаємо вимірювання
• коли ми виконуємо вимірювання, частинка «вибирає» один із можливих станів
• цей принцип називається також принципом невизначеності Гейзенберга
Найпопулярніший приклад цього — котище Шредінгера. Це уявний експеримент, де кіт у закритій коробці одночасно живий і мертвий, доки ми не відкриємо коробку. Хоча цей приклад виглядає смішно, він допомагає зрозуміти, як квантова механіка работает у макроскопічному світі.
Як ці відкриття змінили нашу науку
Усі ці десять відкриттів змінили нашу науку різними способами:
- Гравітаційні хвилі дали нам новий орган для слухання космосу, а не тільки дивління на нього
- Екзопланети показали, що Землі не унікальна, і існує безліч місць, де може бути життя
- Гоккінгівське випромінювання змінило наше розуміння того, як працюють чорні дірки
- Розширення Всесвіту показало, що Всесвіт має історію і початок
- Темна матерія та темна енергія показали, що ми знаємо лише 5% того, з чого складається Всесвіт
- Буря на Юпітері допомогла нам зрозуміти атмосфери планет
- Титан показав, що рідкі водойми існують не тільки на Землі
- Нейтронні зірки демонструють найекстремальніші умови у природі
- Далекі галактики дозволяють нам побачити Всесвіт у його молодості
- Квантова суперпозиція змушує нас переосмислити природу реальності
Що нас чекає у майбутньому
Космічні дослідження не припиняються. Вже в найближчому часі ми можемо очікувати нових дивовижних відкриттів:
• Космічний телескоп Джеймс Вебб продовжує відкривати найдалеші галактики та прото-планетарні диски
• Місії на Марс можуть знайти докази про те, що там раніше була вода і можливо життя
• Нові гравітаційно-хвильові детектори дозволять нам виявляти більше космічних подій
• Дослідження Європи (місяця Юпітера) може розкрити океани під льодом
• Розвиток квантових комп’ютерів допоможе нам краще розуміти космос
Висновок
Космос — це джерело нескінченного дива та захоплення. Кожного дня вчені здійснюють нові відкриття, які розширюють наше розуміння Всесвіту. Десять фактів, які ми розглянули у цій статті, показують, наскільки дивовижним і таємничим є космос.
Ці відкриття змінюють наш погляд на світ, показуючи нам, що:
• Всесвіт набагато більший та складніший, ніж ми коли-то думали
• більшість Всесвіту складається з невідомих речовин
• життя може існувати у багатьох місцях
• природа має правила, які мають сенс, але часто їх важко розуміти
• людська наука та винахідництво можуть відповідати на найбільші запитання
Якщо ви хочете дізнатися більше про космос, варто почати з простих речей: спостерігайте за зірками, читайте книги про астрономію, дивіться документальні фільми про космос. Можливо, саме ви зробите наступне велике відкриття!
