Вселенная – это весь видимый и невидимый мир вокруг нас: космос, бесчисленные звёзды, планеты, чёрные дыры. Земля – наша планета – тоже часть Вселенной, а вместе с ней и мы с тобой. Этот мир огромный, он полон загадок, которые учёные не могут разгадать до сих пор. Рассказываем детям простыми словами, что такое Вселенная, как она возникла и из чего состоит.
В нашем мире есть материальные и нематериальные вещи.
- Нематериальное – всё то, что нельзя ни почувствовать, ни увидеть. Это наши чувства и отвлечённые понятия. Любовь, страх, совесть, надежда на что-то хорошее – всё это относится к нематериальному.
- Материальное – всё то, что можно почувствовать, увидеть, потрогать или измерить. Материя – это, по сути, всё, что окружает нас: звёзды, друзья, трава, вода, даже воздух. Даже невидимые силы, которые на нас действуют, – тоже материя. Например, сила притяжения, из-за которой любой брошенный предмет падает вниз, тоже считается материей.
Так вот Вселенная – это множество материальных объектов, которые существуют вокруг нас.
Однако, когда мы говорим о вещах более приземлённых, например, о наших знакомых, о растениях или смешных шутках, мы редко используем слово «Вселенная». Мы можем сказать «самый красивый в мире», «самое высокое на Земле», «самая смешная на свете», очень редко – «во Вселенной».
Это потому, что под Вселенной чаще подразумевается именно космос, звёзды и те бескрайние дали, что можно видеть над головой ночью. Как правило, когда человек говорит про изучение Вселенной, он имеет в виду всё, кроме самой Земли, будь то Луна, Солнце или другие планеты, которые видны только в самый мощный телескоп.
В широком смысле: Вселенная – это всё существующее в мире. В узком смысле: Вселенная – это космос.
Из чего состоит Вселенная
Если мы будем невооружённым взглядом рассматривать небо в попытках понять, чем же на самом деле наполнена эта Вселенная, мы увидим следующее: Солнце, Луна, звёзды и чёрное пространство между ними.
На деле же Вселенная куда более разнообразная, чем может показаться на первый взгляд. Многие предметы в ней учёными не открыты и до сих пор, а те, что открыты, не поддаются объяснению. Многое и вовсе приходится додумывать, чтобы закрыть пробел в знаниях. Говорят, что вряд ли люди смогут хоть когда-то разгадать все тайны Вселенной – но это не значит, что не нужно пытаться.
Рассмотрим то, что на данный момент известно учёным: звёзды, планеты, галактика, чёрные дыры, тёмная материя, космическая пыль и газы, астероиды и метеориты.
Звёзды
Можно подумать, что звёзды – это все те маленькие огоньки, которые хорошо видны на ночном небе. Однако же на деле это не совсем так: не каждый из этих огоньков – звезда.
Звезда – это небесное тело (объект в космосе), которое отличается от остальных тем, что оно ярко светится и излучает тепло. Учёные называют это сложным словосочетанием «термоядерная реакция»: это означает, что на поверхности звезды происходит постоянное бурление, взрывы – прямо, как внутри вулкана. Там даже наступить негде – повсюду этот огненный ураган. Температура на звёздах достигает почти 10.000 градусов! Именно от этого бурления и исходит жар и свет, который доходит даже до нас.
Заметьте: ни Луна, ни Земля звёздами не являются, потому что на них не происходят эти самые термоядерные реакции. По Луне можно свободно походить (в скафандре, конечно) – и никакого огня опасаться не нужно.
А вот Солнце – это как раз-таки звезда. Именно благодаря свету Солнца мы видим всё вокруг. Если бы Солнца не было, повсюду была бы сплошная тьма.
Далеко не все звёзды белые, как кажется нам, когда мы смотрим на них невооружённым взглядом. Каждая звезда уникальна: все они отличаются и по температуре, и по размеру, и по цвету.
А ещё звёзды меняются. И не просто меняются, а рождаются, стареют и умирают! Есть звёзды совсем молодые – например, красный карлик; а есть звёзды старше – например, красный гигант и белый карлик. Разумеется, никакие они не карлики: даже молодые звёзды ужасают своими размерами. Когда звезда становится слишком старой, она либо превращается в чёрного карлика – пустой, остывший шар, либо в сверхновую звезду: происходит мощнейший взрыв, на месте которого может появиться чёрная дыра (о ней подробнее мы ещё расскажем).
Интересный факт: не все звёзды одиноки. Существуют «двойные звёзды» – невероятно красивое явление, при котором две звезды вращаются рядом друг с другом. Представь, что в небе было бы рядышком два Солнца – это и есть двойная звезда.
Планеты
Другие сияющие в ночном небе огоньки – это планеты.
Главное их отличие от звёзд состоит в том, что там не происходит этой термоядерной реакции, то есть их поверхность спокойная – не бурлит, не горит, не светится. Может возникнуть вопрос: «Почему тогда мы видим планеты в ночном небе?»
На самом деле они всего лишь отражают свет, который исходит от звёзд. Представь, что мы направили фонарик на какой-нибудь предмет: он начинает светиться так ярко, будто сияет сам по себе! Но выключи фонарик – и сияние пропадёт. То же самое и с планетами: нам кажется, что Марс светится, хотя на самом деле он всего лишь отражает свет Солнца.
Планеты вращаются вокруг звёзд. Это означает, что в центре кучки планет находится звезда: она всегда превышает планеты по размеру и весу.
Именно потому, что звезда такая большая, планеты не разлетаются в разные стороны: по сложному закону физики, она их притягивает.
Например, в центре нашей планетной системы находится Солнце, и все 8 планет – в том числе и Земля – вращаются вокруг него. Кроме того, каждая планета вращается и вокруг собственной оси, то есть вокруг себя. Представь, что ты кружишься на месте, а затем начинаешь ещё и ходить вокруг другого человека. Примерно то же самое происходит и в Солнечной системе.
- Планетная система – скопление небесных тел, вращающихся вокруг другого, более крупного, небесного тела – как правило, звезды. Планетная система, в которой находимся мы с вами, называется Солнечная система, поскольку в центре неё находится Солнце.
- 8 планет Солнечной системы: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Последние 4 – газовые гиганты.
Но есть во Вселенной и другие тела, похожие на планеты, – это их спутники. У Земли это, например, Луна. Спутники во всём напоминают планеты, кроме одного – вращаются они не вокруг Солнца, а вокруг своей планеты.
Многие учёные считают, что существуют планеты далеко-далеко от Земли, где может быть жизнь, их обитатели – инопланетяне. К сожалению, обнаружить их пока не удалось.
Галактика
Мы выяснили, что спутники вращаются вокруг планет, а планеты – вокруг звёзд. А вращаются ли звёзды, если да, то вокруг чего?
Звёзды вращаются вокруг галактик. Так же, как в одной планетной системе много планет, в галактике – много планетных систем. Это как положить шарики в коробочку, а коробочку – в большой ящик.
Следовательно, галактика – это огромное, многомиллиардное скопление звёзд и планет, вращающихся вокруг центра.
И этих ящиков – галактик – много, очень много по всей Вселенной. И в каждом ящике лежат коробочки с шариками.
Галактики, правда, в другой, огромный ящик не положены: они разбросаны по всему космосу и находятся очень далеко друг от друга.
Наша галактика, в которой расположены Солнце, Земля и другие планеты Солнечной системы, называется Млечный Путь, а самая ближайшая к нам другая галактика называется Туманность Андромеды.
В центре нашей галактики находится ядро, внутри которого – невероятно большая, тяжёлая чёрная дыра.
Именно потому, что она такая тяжёлая, она и является центром, вокруг которого крутятся многочисленные звёзды и планетные системы. Как мы помним, большие предметы притягивают к себе те, что поменьше.
Получается такая картина:
- Спутник вращается вокруг планеты.
- Планета вращается вокруг звезды.
- Звезда вращается вокруг ядра галактики – чёрной дыры.
Галактики бывают разных видов, но больше всего спиральных галактик, таких, как наша.
Чёрные дыры
Что же такое эта чёрная дыра?
По правде говоря, учёные затрудняются ответить на этот вопрос. Чёрные дыры – это явление настолько странное и загадочное, что даже самые передовые технологии не способны до конца объяснить их природу. Более того, некоторые даже утверждают, что чёрных дыр на самом деле не существует.
Чёрная дыра – это даже не небесное тело, а буквально дыра, которая «всасывает» всё приближающееся к ней – даже свет.
Чёрные дыры появляются, когда очень большая звезда – во много раз больше нашего Солнца – стареет и умирает. Такая звезда взрывается и сжимается, становясь крохотной, но при этом сохраняя свой вес. Представь себе, что большой грузовик сожмётся до размеров маленького мячика, при этом оставаясь таким же тяжёлым. Примерно это и происходит со звездой.
Но звезда в миллиарды раз больше грузовика. Поэтому, когда она сжимается до маленьких размеров, происходит очень загадочное и труднообъяснимое явление: появляется чёрная дыра.
При этом не стоит думать, что она всасывает в себя всё вокруг, как пылесос: если не приближаться к чёрной дыре слишком близко, то она практически безвредна. Вокруг некоторых чёрных дыр даже могут вращаться звёзды и планеты! Внутри них не действуют наши законы физики.
Никто не знает, что происходит там внутри, но известно одно: никому и ни за что не под силу выбраться из чёрной дыры.
Интересный факт: вокруг чёрных дыр могут вращаться даже звёзды! Например, в 2022 году учёные обнаружили чёрную дыру, которая «поглощает» звезду: газ с её поверхности «присасывается» к чёрной дыре, из-за чего вокруг появляется кольцо. Вот как это происходит:
Тёмная материя
Далеко не всё во Вселенной видно нашему глазу и даже телескопу. Одна из таких вещей – загадочная тёмная материя, над которой учёные ломают голову уже много лет.
Представь, что ты кладёшь арбуз на весы. Ты знаешь, что арбуз весит 3 килограмма. Но весы показывают 10 килограмм. Может, они сломались? Нет, весы абсолютно точно исправны! Может, арбуз весит не 3 килограмма? Тоже нет! Ты достоверно знаешь, что весит он именно столько. Так откуда же взялось ещё 7 килограмм? Что это такое?
Это и есть тёмная материя. Учёные знают, что вес планеты (её масса), например, равен 10 килограмм. Но, чтобы она вращалась вокруг звезды, как вращается сейчас, по закону физики вес должен быть больше, чем 10 – например, 15. Откуда берутся ещё 5 килограмм? Ответ учёных: это – тёмная материя.
Тёмная материя не потому, что чёрного цвета, а потому, что загадочна, невидима и совершенно не изучена.
Она невидима, её нельзя пощупать или поймать, но учёные уверены, что она существует и она повсюду, а если нет – окажется, что законы физики всё это время ошибались.
Интересный факт: учёные полагают, что во Вселенной тёмной материи в шесть раз больше, чем планет и звёзд! Можно сделать вывод, что самая распространённая во Вселенной вещь, которой значительно больше любых небесных тел, остаётся для нас невидимой.
Космическая пыль и газы
Не всё во Вселенной стало таким красивым и аккуратным, как звёзды или планеты. Существует также и космическая пыль. Название говорит само за себя: это буквально пыль, летающая по космосу. По сути, представляет она из себя сравнительно небольшие камушки и газ, которые кружат вокруг планет или звёзд.
Именно из этой «газо-пыли» появились все планеты и звёзды. Случайным образом пылинки сбивались в кучку и срастались, становясь всё больше и больше, пока с течением многих миллионов лет не стали небесными телами.
Интересный факт: именно из пыли и газа состоят такие удивительные объекты, как «туманности». Из-за особого свечения внутри них облако газа и пыли подсвечивается, благодаря чему они и становятся видны нашему глазу.
Астероиды и метеориты
Те небесные тела, что не стали ни планетами, ни звёздами, называются астероидами. Астероиды – это летающие в космосе камни, которые, как и всё остальное, образовались из той же космической пыли.
Нередко астероиды падают на Землю. Упавшие астероиды называются метеоритами. Как правило, это совсем небольшие в размере камни, которые не причиняют особого вреда нашей планете. Однако в нашей Солнечной системе есть очень крупные астероиды. На тему того, что произойдёт, если один такой упадёт на Землю, снято очень много фильмов. Впрочем, сейчас беспокоиться причин нет: учёные уверены, что ничего такого в ближайшем будущем не произойдёт.
Интересный факт: в 2013 году над российским городом Челябинском пролетел небольшой метеорит. Его возраст – 4,45 миллиарда лет, он ровесник Солнечной системы. Метеорит разбился прямо в небе, и до земли долетели только лишь его осколки.
Как возникла Вселенная
Итак, Вселенная полна тайн, и вопрос о том, как она возникла – пожалуй, самая большая загадка для учёных.
Существует множество версий о том, как именно появился наш мир и что было до него.
Вселенная была всегда
Одна из теорий о том, как возникла Вселенная, этот вопрос и вовсе отметает, поскольку гласит, что Вселенная существовала всегда. Да, может, когда-нибудь она выглядела совсем по-другому, наверняка не существовало тех планет и звёзд, какие мы наблюдаем сейчас, и уж тем более не существовало Солнца – да что уж там, даже нашей галактики, Млечного Пути! Но на их месте что-то наверняка было: другие небесные тела, другие звёздные скопления или даже другие явления.
Подтверждается это простым доводом: ничто не берётся из ниоткуда. Если ты хочешь слепить какую-нибудь фигуру, тебе нужна глина; если ты хочешь что-то нарисовать, ты берёшь карандаш. Ничего в мире не возникает из ничего – что-то обязательно должно быть! Поэтому, чтобы возникла наша Вселенная, до неё должно было существовать что-то ещё – как глина или карандаш из нашего примера. А значит, можно сказать, что Вселенная существовала всегда – просто в другой форме.
Теория Большого взрыва
Самая известная теория, имеющая больше всего доказательств, – это теория Большого взрыва.
Собственно, название говорит само за себя: учёные утверждают, что 14 миллиардов лет назад произошёл большой взрыв, после которого и возникла наша Вселенная. Но тут же возникает много вопросов: Что взорвалось? Где взорвалось? Что было до него?
Итак, согласно этой теории, раньше наша Вселенная была сплющена в маленькой точке. Представь себе крохотную хлопушку, в которой полно серпантина. Сама по себе она небольшая, но стоит ее «хлопнуть», как наружу тут же вылетает красивая разноцветная бумага. Иногда даже удивляешься: как она вся туда поместилась?
То же самое было со Вселенной до того, как эта «хлопушка» взорвалась. Вся материя была сосредоточена в одной точке, внутри которой происходили неизвестные нам события. Учёные не знают ответа на вопрос, чем именно был вызван этот «взрыв» или что конкретно происходило внутри точки. Она могла быть крохотной, сантиметр на сантиметр, но вдруг она начала стремительно расширяться.
И – представь – за считанные секунды вся сила, сосредоточенная в этой точке, которая, кстати, называется красивым словом «сингулярность», высвободилась наружу. И эта сила начала становиться материей – осязаемыми объектами. И тут же начала расширяться! Прямо как скомканные ленточки серпантина, вырываясь на свободу, становятся всё больше и больше.
Сначала это были крохотные частицы. Долгие миллионы лет они сталкивались и соединялись, пока в конце концов не появилась уже знакомая нам космическая пыль – или газопылевое облако, то есть облако из газа и пыли. Именно из этого облака и произошли все звёзды и планеты.
Таким образом, до нашей Вселенной было «ничто»: маленькая точка. Потом вдруг она «взорвалась»: начала очень-очень быстро расширяться, заполняя всё пространство маленькими частицами, которые потом стали газопылевым облаком. В этом облаке частицы сталкивались друг с другом и соединялись, превращаясь в большие «камни» – планеты и звёзды.
Вселенная кем-то создана
Очень популярным также является и утверждение, что нашу Вселенную кто-то создал.
Кто это мог быть? Какой-то высший разум? Другая форма жизни, более продвинутая, чем мы? Бог?
Научных обоснований у этой теории нет, но, когда изучаешь законы природы и Вселенной, понимаешь – сдвинься в этом порядке вещей хоть что-то, всё пойдёт ко дну. Можно прийти к выводу: Вселенная слишком сложная, слишком продуманная, чтобы возникнуть сама по себе. У такой идеальной вещи, как наш мир, наверняка должен быть творец, как у великолепной картины – художник.
Бесконечна ли Вселенная?
Мы постоянно слышим утверждение, будто Вселенная бесконечна. На самом деле, это не совсем так.
Ответить на этот вопрос со стопроцентной точностью учёные не могут – всё-таки многие вопросы о Вселенной заканчиваются лишь правдоподобными теориями. Однако на данный момент считается, что Вселенная конечна, но расширяется она с такой скоростью, что достигнуть этого конца просто невозможно.
Представь, что ты едешь на очень быстром велосипеде. Ты пытаешься догнать какую-то машину, но она движется с такой скоростью, что, как ни старайся, ты ни за что не достигнешь её.
Примерно то же самое происходит и со Вселенной. Поскольку она всегда расширяется и увеличивается, можно сказать, что она бесконечна – то есть конца достигнуть просто невозможно. Даже если бы у нас были невероятно быстрые космические корабли, мы бы и тогда не смогли опередить расширение космоса.
Следовательно, можно сказать: Вселенная конечна, но достигнуть конца невозможно.
