Visste du att universum vi observerar har ganska vissa gränser? Vi är vana vid att associera universum med något oändligt och obegripligt. Men när den moderna vetenskapen frågas om universums "oändlighet", erbjuder ett helt annat svar på en sådan "uppenbar" fråga.

Enligt moderna koncept är storleken på det observerbara universum cirka 45,7 miljarder ljusår (eller 14,6 gigaparsecs). Men vad betyder dessa siffror?

Den första frågan som kommer till en vanlig människas sinne är hur kan inte universum vara oändligt? Det verkar som om det är obestridligt att behållaren för allt som finns omkring oss inte ska ha några gränser. Om dessa gränser finns, vilka är de egentligen?

Låt oss säga att någon astronaut når universums gränser. Vad kommer han att se framför sig? En rejäl vägg? Brandbarriär? Och vad ligger bakom - tomheten? Ett annat universum? Men kan tomhet eller ett annat universum betyda att vi befinner oss på universums gräns? Det betyder trots allt inte att det inte finns "inget" där. Tomhet och ett annat universum är också "något". Men universum är något som innehåller absolut allt "något".

Vi kommer fram till en absolut motsägelse. Det visar sig att universums gräns måste dölja för oss något som inte borde existera. Eller så borde universums gräns stänga av "allt" från "något", men detta "något" borde också vara en del av "allt". I allmänhet, fullständig absurditet. Hur kan då forskare deklarera den begränsande storleken, massan och till och med åldern för vårt universum? Dessa värden, även om de är ofattbart stora, är fortfarande ändliga. Argumenterar vetenskapen med det uppenbara? För att förstå detta, låt oss först spåra hur människor kom till vår moderna förståelse av universum.

Vidgar gränserna

Sedan urminnes tider har människor varit intresserade av hur världen runt dem är. Det finns inget behov av att ge exempel på de tre pelarna och andra försök från de gamla att förklara universum. Som regel kom det i slutändan ner på det faktum att grunden för allting är jordens yta. Till och med under antiken och medeltiden, då astronomer hade omfattande kunskap om lagarna för planetrörelser längs den "stationära" himmelssfären, Jorden förblev universums centrum.

Naturligtvis in igen Antikens Grekland Det fanns de som trodde att jorden kretsar runt solen. Det fanns de som talade om de många världarna och universums oändlighet. Men konstruktiva motiveringar för dessa teorier uppstod först vid vändningen av den vetenskapliga revolutionen.

På 1500-talet gjorde den polske astronomen Nicolaus Copernicus det första stora genombrottet i kunskapen om universum. Han bevisade bestämt att jorden bara är en av planeterna som kretsar runt solen. Ett sådant system förenklade avsevärt förklaringen av en så komplex och invecklad rörelse av planeter i himmelssfären. När det gäller en stationär jord, var astronomer tvungna att komma med alla möjliga smarta teorier för att förklara detta beteende hos planeterna. Å andra sidan, om jorden accepteras som rörlig, kommer en förklaring till sådana invecklade rörelser naturligt. Således tog ett nytt paradigm kallat "heliocentrism" fäste inom astronomi.

Många solar

Men även efter detta fortsatte astronomer att begränsa universum till "fixstjärnornas sfär". Fram till 1800-talet kunde de inte uppskatta avståndet till stjärnorna. I flera århundraden har astronomer utan resultat försökt upptäcka avvikelser i stjärnornas position i förhållande till jordens omloppsrörelse (årliga parallaxer). Instrumenten från den tiden tillät inte så exakta mätningar.

Slutligen, 1837, mätte den rysk-tyske astronomen Vasily Struve parallax. Detta markerade ett nytt steg i förståelsen av rymdens skala. Nu kan forskare med säkerhet säga att stjärnorna är avlägsna likheter med solen. Och vår ljuskälla är inte längre centrum för allt, utan en lika "boende" i en oändlig stjärnhop.

Astronomer har kommit ännu närmare att förstå universums skala, eftersom avstånden till stjärnorna visade sig vara riktigt monstruösa. Även storleken på planeternas banor verkade obetydlig i jämförelse. Därefter var det nödvändigt att förstå hur stjärnorna är koncentrerade i .

Många Vintergatan

Den berömda filosofen Immanuel Kant förutsåg grunden för den moderna förståelsen av universums storskaliga struktur redan 1755. Han antog att Vintergatan är en enorm roterande stjärnhop. I sin tur är många av de observerade nebulosorna också mer avlägsna "mjölkvägar" - galaxer. Trots detta, fram till 1900-talet, trodde astronomer att alla nebulosor är källor till stjärnbildning och är en del av Vintergatan.

Situationen förändrades när astronomer lärde sig att mäta avstånd mellan galaxer med hjälp av . Den absoluta ljusstyrkan hos stjärnor av denna typ beror strikt på perioden för deras variabilitet. Genom att jämföra deras absoluta ljusstyrka med den synliga är det möjligt att bestämma avståndet till dem med hög noggrannhet. Denna metod utvecklades i början av 1900-talet av Einar Hertzschrung och Harlow Scelpi. Tack vare honom bestämde den sovjetiske astronomen Ernst Epic 1922 avståndet till Andromeda, som visade sig vara en storleksordning större än Vintergatans storlek.

Edwin Hubble fortsatte Epics initiativ. Genom att mäta ljusstyrkan hos Cepheider i andra galaxer, mätte han deras avstånd och jämförde det med rödförskjutningen i deras spektra. Så 1929 utvecklade han sin berömda lag. Hans arbete motbevisade definitivt den etablerade uppfattningen att Vintergatan är universums utkant. Nu var det en av många galaxer som en gång hade ansetts vara en del av den. Kants hypotes bekräftades nästan två århundraden efter dess utveckling.

Därefter gjorde kopplingen mellan avståndet för en galax från en observatör och hastigheten för dess avlägsnande från honom, upptäckt av Hubble, det möjligt att rita en fullständig bild av universums storskaliga struktur. Det visade sig att galaxerna bara var en obetydlig del av den. De kopplade samman till kluster, kluster till superkluster. I sin tur bildar superkluster de största kända strukturerna i universum - filament och väggar. Dessa strukturer, intill enorma superhålrum (), utgör en storskalig struktur känd i det här ögonblicket, Universum.

Uppenbar oändlighet

Det följer av ovanstående att vetenskapen på bara några århundraden gradvis har fladdrat från geocentrism till en modern förståelse av universum. Detta svarar dock inte på varför vi begränsar universum idag. Tills nu pratade vi trots allt bara om rymdens skala och inte om dess natur.

Den första som bestämde sig för att rättfärdiga universums oändlighet var Isaac Newton. Efter att ha upptäckt lagen om universell gravitation, trodde han att om rymden var ändlig skulle alla dess kroppar förr eller senare smälta samman till en enda helhet. Före honom, om någon uttryckte idén om universums oändlighet, var det uteslutande i en filosofisk anda. Utan någon vetenskaplig grund. Ett exempel på detta är Giordano Bruno. Han var förresten, liksom Kant, många århundraden före vetenskapen. Han var den första som förklarade att stjärnor är avlägsna solar, och planeter kretsar också runt dem.

Det verkar som om själva faktumet med oändligheten är ganska berättigat och uppenbart, men 1900-talets vändpunkter för vetenskapen skakade om denna "sanning".

Stationärt universum

Det första betydande steget mot att utveckla en modern modell av universum togs av Albert Einstein. Den berömda fysikern introducerade sin modell av ett stationärt universum 1917. Denna modell var baserad på allmän teori relativitetsteori, utvecklad av honom ett år tidigare. Enligt hans modell är universum oändligt i tid och ändligt i rymden. Men, som nämnts tidigare, enligt Newton måste ett universum med en ändlig storlek kollapsa. För att göra detta introducerade Einstein en kosmologisk konstant, som kompenserade för gravitationsattraktionen hos avlägsna objekt.

Hur paradoxalt det än kan låta, begränsade Einstein inte universums ändlighet. Enligt hans åsikt är universum ett slutet skal av en hypersfär. En analogi är ytan på en vanlig tredimensionell sfär, till exempel en jordglob eller jorden. Oavsett hur mycket en resenär reser över jorden, kommer han aldrig att nå dess kant. Detta betyder dock inte att jorden är oändlig. Resenären kommer helt enkelt att återvända till den plats från vilken han började sin resa.

På ytan av hypersfären

På samma sätt kan en rymdvandrare, som korsar Einsteins universum på ett rymdskepp, återvända tillbaka till jorden. Bara den här gången kommer vandraren inte att röra sig längs den tvådimensionella ytan av en sfär, utan längs den tredimensionella ytan av en hypersfär. Det betyder att universum har en ändlig volym, och därför ett ändligt antal stjärnor och massa. Universum har dock varken gränser eller något centrum.

Einstein kom till dessa slutsatser genom att koppla samman rum, tid och gravitation i sin berömda teori. Före honom ansågs dessa begrepp vara separata, vilket är anledningen till att universums utrymme var rent euklidiskt. Einstein bevisade att gravitationen i sig är en krökning av rum-tid. Detta förändrade radikalt tidiga idéer om universums natur, baserat på klassisk newtonsk mekanik och euklidisk geometri.

Expanderande universum

Även upptäckaren av det "nya universum" själv var inte främling för vanföreställningar. Även om Einstein begränsade universum i rymden, fortsatte han att betrakta det som statiskt. Enligt hans modell var och förblir universum evigt, och dess storlek förblir alltid densamma. 1922 utökade den sovjetiske fysikern Alexander Friedman denna modell avsevärt. Enligt hans beräkningar är universum inte alls statiskt. Det kan expandera eller krympa över tiden. Det är anmärkningsvärt att Friedman kom till en sådan modell baserad på samma relativitetsteori. Han lyckades tillämpa denna teori mer korrekt, förbi den kosmologiska konstanten.

Albert Einstein accepterade inte omedelbart detta "tillägg". Denna nya modell kom till hjälp av den tidigare nämnda Hubble-upptäckten. Recessionen av galaxer bevisade obestridligen faktumet av universums expansion. Så Einstein var tvungen att erkänna sitt misstag. Nu hade universum en viss ålder, beroende på Hubble-konstanten, som kännetecknar dess expansionshastighet.

Vidareutveckling av kosmologi

När forskare försökte lösa denna fråga upptäcktes många andra viktiga komponenter i universum och olika modeller av det utvecklades. Så 1948 introducerade George Gamow hypotesen "heta universum", som senare skulle förvandlas till Big Bang-teorin. Upptäckten 1965 bekräftade hans misstankar. Nu kunde astronomer observera ljuset som kom från det ögonblick då universum blev genomskinligt.

Mörk materia, förutspådd 1932 av Fritz Zwicky, bekräftades 1975. Mörk materia förklarar faktiskt själva existensen av galaxer, galaxhopar och själva den universella strukturen som helhet. Det var så forskare fick reda på det mest av universums massa är helt osynlig.

Slutligen, 1998, under en studie av avståndet till, upptäcktes det att universum expanderar i en accelererande hastighet. Denna nästa vändpunkt i vetenskapen gav upphov till modern förståelse om universums natur. Den kosmologiska koefficienten, introducerad av Einstein och vederlagd av Friedman, fann åter sin plats i universums modell. Närvaron av en kosmologisk koefficient (kosmologisk konstant) förklarar dess accelererade expansion. För att förklara närvaron av den kosmologiska konstanten introducerades konceptet - ett hypotetiskt fält som innehåller det mesta av universums massa.

Modern förståelse av storleken på det observerbara universum

Den moderna modellen av universum kallas också ΛCDM-modellen. Bokstaven "Λ" betyder närvaron av en kosmologisk konstant, vilket förklarar universums accelererade expansion. "CDM" betyder att universum är fyllt med kall mörk materia. Nyligen genomförda studier tyder på att Hubble-konstanten är cirka 71 (km/s)/Mpc, vilket motsvarar universums ålder 13,75 miljarder år. Genom att känna till universums ålder kan vi uppskatta storleken på dess observerbara region.

Enligt relativitetsteorin kan information om något föremål inte nå en observatör med en hastighet som är högre än ljusets hastighet (299 792 458 m/s). Det visar sig att betraktaren inte bara ser ett föremål, utan dess förflutna. Ju längre ett föremål är från honom, desto mer avlägset ser det förflutna ut. När vi till exempel tittar på månen ser vi som den var för lite mer än en sekund sedan, solen - för mer än åtta minuter sedan, de närmaste stjärnorna - år, galaxer - för miljoner år sedan, etc. I Einsteins stationära modell har universum ingen åldersgräns, vilket innebär att dess observerbara region inte heller begränsas av någonting. Observatören, beväpnad med allt mer sofistikerade astronomiska instrument, kommer att observera allt mer avlägsna och forntida föremål.

Vi har en annan bild med den moderna modellen av universum. Enligt den har universum en ålder, och därför en gräns för observation. Det vill säga, sedan universums födelse kunde ingen foton ha färdats ett avstånd som är större än 13,75 miljarder ljusår. Det visar sig att vi kan säga att det observerbara universum är begränsat från observatören till ett sfäriskt område med en radie på 13,75 miljarder ljusår. Detta är dock inte riktigt sant. Vi bör inte glömma utvidgningen av universums rymd. När fotonen når observatören kommer objektet som sänder ut den att vara redan 45,7 miljarder ljusår bort från oss. år. Denna storlek är partiklarnas horisont, det är gränsen för det observerbara universum.

Över horisonten

Så storleken på det observerbara universum är uppdelad i två typer. Skenbar storlek, även kallad Hubble-radien (13,75 miljarder ljusår). Och den verkliga storleken, kallad partikelhorisonten (45,7 miljarder ljusår). Det viktiga är att båda dessa horisonter inte alls karaktäriserar universums verkliga storlek. För det första beror de på observatörens position i rymden. För det andra förändras de över tiden. I fallet med ΛCDM-modellen expanderar partikelhorisonten med en hastighet som är större än Hubble-horisonten. Modern vetenskap svarar inte på frågan om denna trend kommer att förändras i framtiden. Men om vi antar att universum fortsätter att expandera med acceleration, så kommer alla de objekt som vi ser nu förr eller senare att försvinna från vårt "synfält".

För närvarande är det mest avlägsna ljuset som observerats av astronomer den kosmiska mikrovågsbakgrundsstrålningen. Forskare tittar in i det och ser universum som det var 380 tusen år efter Big Bang. I det här ögonblicket svalnade universum tillräckligt för att det kunde avge fria fotoner, som detekteras idag med hjälp av radioteleskop. På den tiden fanns det inga stjärnor eller galaxer i universum, utan bara ett kontinuerligt moln av väte, helium och en obetydlig mängd andra grundämnen. Från de inhomogeniteter som observeras i detta moln kommer galaxhopar att bildas. Det visar sig att just de objekt som kommer att bildas från inhomogeniteter i den kosmiska mikrovågsbakgrundsstrålningen är belägna närmast partikelhorisonten.

Sanna gränser

Huruvida universum har sanna, oobserverbara gränser är fortfarande en fråga om pseudovetenskapliga spekulationer. På ett eller annat sätt är alla överens om universums oändlighet, men tolkar denna oändlighet på helt olika sätt. Vissa anser att universum är flerdimensionellt, där vårt "lokala" tredimensionella universum bara är ett av dess lager. Andra säger att universum är fraktalt - vilket betyder att vårt lokala universum kan vara en partikel av ett annat. Vi bör inte glömma de olika modellerna av Multiverse med dess stängda, öppna, parallella universum, maskhål. Och det finns många, många olika versioner, vars antal endast begränsas av mänsklig fantasi.

Men om vi slår på kall realism eller helt enkelt går tillbaka från alla dessa hypoteser, så kan vi anta att vårt universum är en oändlig homogen behållare av alla stjärnor och galaxer. Dessutom kommer alla villkor att vara exakt desamma när som helst, oavsett om det är miljarder gigaparsecs från oss. Vid denna tidpunkt kommer partikelhorisonten och Hubble-sfären att vara exakt likadana, med samma reliktstrålning vid sin kant. Det kommer att finnas samma stjärnor och galaxer runt omkring. Intressant nog motsäger detta inte universums expansion. När allt kommer omkring är det inte bara universum som expanderar, utan dess utrymme i sig. Det faktum att universum vid tidpunkten för Big Bang uppstod från en punkt betyder bara att de oändligt små (nästan noll) storlekar som fanns då nu har förvandlats till ofattbart stora. I framtiden kommer vi att använda just denna hypotes för att förstå omfattningen av det observerbara universum.

Visuell representation

Olika källor tillhandahåller alla möjliga visuella modeller som låter människor förstå universums skala. Det räcker dock inte för oss att inse hur stort kosmos är. Det är viktigt att föreställa sig hur begrepp som Hubble-horisonten och partikelhorisonten faktiskt ser ut. För att göra detta, låt oss föreställa oss vår modell steg för steg.

Låt oss glömma att modern vetenskap inte känner till den "främmande" regionen i universum. Om vi ​​kasserar versioner av multiversum, det fraktala universum och dess andra "varianter", låt oss föreställa oss att det helt enkelt är oändligt. Som nämnts tidigare motsäger detta inte expansionen av dess utrymme. Låt oss naturligtvis ta hänsyn till att Hubble-sfären och partikelsfären är 13,75 respektive 45,7 miljarder ljusår.

Universums skala

Tryck på START-knappen och upptäck en ny, okänd värld!
Låt oss först försöka förstå hur stor den universella skalan är. Om du har rest runt vår planet kan du väl föreställa dig hur stor jorden är för oss. Föreställ dig nu vår planet som ett korn av bovete som rör sig i omloppsbana runt en vattenmelon-Sol storleken på en halv fotbollsplan. I det här fallet kommer Neptunus bana att motsvara storleken på en liten stad, området kommer att motsvara månen och området för gränsen för solens inflytande kommer att motsvara Mars. Det visar sig att vårt solsystem är lika mycket större än jorden som Mars är större än bovete! Men det här är bara början.

Låt oss nu föreställa oss att detta bovete kommer att vara vårt system, vars storlek är ungefär lika med en parsec. Då blir Vintergatan lika stor som två fotbollsarenor. Detta kommer dock inte att räcka för oss. Vintergatan måste också reduceras till centimeterstorlek. Det kommer något att likna kaffeskum insvept i en bubbelpool mitt i det kaffesvarta intergalaktiska rymden. Tjugo centimeter från det kommer att vara samma spiral "smula" - Andromeda Nebula. Runt dem kommer det att finnas en svärm av små galaxer i vårt lokala kluster. Den skenbara storleken på vårt universum kommer att vara 9,2 kilometer. Vi har kommit till en förståelse av de Universella dimensionerna.

Inuti den universella bubblan

Det räcker dock inte för oss att förstå själva skalan. Det är viktigt att förverkliga universum i dynamik. Låt oss föreställa oss som jättar för vilka Vintergatan har en centimeters diameter. Som nämnts nyss kommer vi att befinna oss i en boll med en radie på 4,57 och en diameter på 9,24 kilometer. Låt oss föreställa oss att vi kan flyta inuti den här bollen, resa och täcka hela megaparsecs på en sekund. Vad kommer vi att se om vårt universum är oändligt?

Naturligtvis kommer otaliga galaxer av alla slag att dyka upp framför oss. Elliptisk, spiralformad, oregelbunden. Vissa områden kommer att krylla av dem, andra kommer att vara tomma. Huvudfunktionen kommer att vara att visuellt kommer de alla att vara orörliga medan vi är orörliga. Men så fort vi tar ett steg kommer själva galaxerna att börja röra på sig. Till exempel, om vi kan urskilja ett mikroskopiskt solsystem i den centimeterlånga Vintergatan, kommer vi att kunna observera dess utveckling. När vi rör oss 600 meter bort från vår galax kommer vi att se protostjärnan Solen och den protoplanetära skivan vid bildningsögonblicket. När vi närmar oss det kommer vi att se hur jorden ser ut, livet uppstår och människan framträder. På samma sätt kommer vi att se hur galaxer förändras och rör sig när vi rör oss bort från eller närmar oss dem.

Följaktligen, ju mer avlägsna galaxer vi tittar på, desto äldre kommer de att vara för oss. Så de mest avlägsna galaxerna kommer att vara belägna längre än 1300 meter från oss, och vid vändningen av 1380 meter kommer vi redan att se reliktstrålning. Det är sant att detta avstånd kommer att vara imaginärt för oss. Men när vi kommer närmare den kosmiska mikrovågsbakgrundsstrålningen kommer vi att se en intressant bild. Naturligtvis kommer vi att observera hur galaxer kommer att bildas och utvecklas från det initiala molnet av väte. När vi når en av dessa bildade galaxer kommer vi att förstå att vi inte har tillryggalagt 1,375 kilometer alls, utan alla 4,57 kilometer.

Zoomar ut

Som ett resultat kommer vi att öka i storlek ännu mer. Nu kan vi placera hela tomrum och väggar i näven. Så vi kommer att hamna i en ganska liten bubbla som det är omöjligt att ta sig ut ur. Inte bara kommer avståndet till objekt vid kanten av bubblan att öka när de kommer närmare, utan själva kanten kommer att förskjutas på obestämd tid. Detta är hela poängen med storleken på det observerbara universum.

Oavsett hur stort universum är, för en observatör kommer det alltid att förbli en begränsad bubbla. Observatören kommer alltid att vara i centrum av denna bubbla, i själva verket är han dess centrum. När observatören försöker komma till något föremål vid kanten av bubblan kommer den att flytta dess centrum. När du närmar dig ett objekt kommer detta objekt att flytta sig längre och längre från bubblans kant och samtidigt förändras. Till exempel, från ett formlöst vätemoln kommer det att förvandlas till en fullfjädrad galax eller, vidare, en galaktisk klunga. Dessutom kommer vägen till detta objekt att öka när du närmar dig det, eftersom det omgivande utrymmet i sig kommer att förändras. Efter att ha nått det här objektet kommer vi bara att flytta det från kanten av bubblan till mitten. Vid kanten av universum kommer reliktstrålning fortfarande att flimra.

Om vi ​​antar att universum kommer att fortsätta att expandera i en accelererad takt, då att vara i centrum av en bubbla och skaka tid med miljarder, biljoner och ännu mer höga orderår framåt kommer vi att märka en ännu mer intressant bild. Även om vår bubbla också kommer att öka i storlek, kommer dess föränderliga komponenter att flytta sig bort från oss ännu snabbare och lämnar kanten på denna bubbla, tills varje partikel i universum vandrar separat i sin ensamma bubbla utan möjlighet att interagera med andra partiklar.

Så modern vetenskap har inte information om universums verkliga storlek och om det har gränser. Men vi vet med säkerhet att det observerbara universum har en synlig och sann gräns, som kallas respektive Hubble-radien (13,75 miljarder ljusår) och partikelradien (45,7 miljarder ljusår). Dessa gränser beror helt på observatörens position i rymden och expanderar med tiden. Om Hubble-radien expanderar strikt med ljusets hastighet, accelereras expansionen av partikelhorisonten. Frågan om dess acceleration av partikelhorisonten kommer att fortsätta ytterligare och om den kommer att ersättas av kompression är fortfarande öppen.

Tror du förmodligen att universum är oändligt? Kanske så. Det är osannolikt att vi någonsin kommer att veta detta med säkerhet. Det kommer inte att vara möjligt att ta in hela vårt universum med en blick. För det första följer detta faktum av begreppet "big bang", som säger att universum har sin egen födelsedag, så att säga, och för det andra från postulatet att ljusets hastighet är en grundläggande konstant. Vid det här laget har det observerbara universum, som är 13,8 miljarder år gammalt, expanderat i alla riktningar till ett avstånd av 46,1 miljarder ljusår. Frågan uppstår: hur stor var universum då, för 13,8 miljarder år sedan? Den här frågan ställdes till oss av någon Joe Muscarella. Så här skriver han:

”Jag har sett olika svar på frågan om hur stort vårt universum var kort efter att perioden med kosmisk inflation tog slut. En källa säger 0,77 centimeter, en annan säger att den är lika stor som en fotboll, och en tredje säger att den är större än storleken på det observerbara universum. Så vilken är det? Eller kanske något mittemellan?”

Sammanhang

Big Bang och det svarta hålet

Die Welt 2015-02-27

Hur universum skapade människan

Nautilus 2015-01-27 Förresten, det gångna året ger oss bara en anledning att prata om Einstein och rymdtidens väsen, för förra året firade vi hundraårsdagen av den allmänna relativitetsteorin. Så låt oss prata om universum.

När vi observerar avlägsna galaxer genom ett teleskop kan vi bestämma några av deras parametrar, till exempel följande:

— rödförskjutning (d.v.s. hur mycket ljuset som sänds ut av dem har skiftat i förhållande till tröghetsreferensramen);

— objektets ljusstyrka (dvs. mäta mängden ljus som sänds ut av ett avlägset objekt);

— föremålets vinkelradie.

Dessa parametrar är mycket viktiga, för om ljusets hastighet är känd (en av få parametrar som vi känner till), liksom ljusstyrkan och storleken på det observerade objektet (vi känner också till dessa parametrar), då är avståndet till objektet själv kan bestämmas.

I själva verket måste du nöja dig med endast ungefärliga egenskaper för objektets ljusstyrka och dess storlek. Om en astronom observerar en supernovaexplosion i någon avlägsen galax, används motsvarande parametrar för andra supernovor som finns i närheten för att mäta dess ljusstyrka; vi antar att förhållandena under vilka dessa supernovor bröt ut är likartade och att det inte finns någon interferens mellan observatören och rymdobjektet. Astronomer identifierar följande tre typer av faktorer som bestämmer observationen av en stjärna: stjärnutveckling (skillnaden mellan objekt beroende på deras ålder och avstånd), en exogen faktor (om de verkliga koordinaterna för de observerade objekten skiljer sig väsentligt från de hypotetiska) och en interferensfaktor (om till exempel ljusets passage påverkas av interferens, som damm) - och detta är allt utöver andra faktorer som är okända för oss.

Genom att mäta ljusstyrkan (eller storleken) på det observerade objektet, med hjälp av förhållandet ljusstyrka/avstånd, kan du bestämma objektets avstånd från observatören. Dessutom kan man utifrån ett objekts rödförskjutningsegenskaper bestämma omfattningen av universums expansion under den tid under vilken ljuset från objektet når jorden. Med hjälp av förhållandet mellan materia-energi och rum-tid, som förklaras av Einsteins allmänna relativitetsteori, kan vi överväga alla möjliga kombinationer av olika former av materia och energi som för närvarande finns tillgängliga i universum.

Men det är inte allt!

Om du vet vilka delar universum består av, kan du med hjälp av extrapolering bestämma dess storlek, samt ta reda på vad som hände i vilket skede som helst av universums utveckling och vad energitätheten var vid den tiden. Som ni vet består universum av följande komponenter:

— 0,01 % — strålning (fotoner);

- 0,1% - neutriner (tyngre än fotoner, men en miljon gånger lättare än elektroner);

- 4,9% - vanlig materia, inklusive planeter, stjärnor, galaxer, gas, damm, plasma och svarta hål;

- 27% - mörk materia, d.v.s. dess typ som deltar i gravitationsinteraktion, men som skiljer sig från alla partiklar i standardmodellen;

— 68 % — mörk energi, som orsakar universums expansion.

Som du kan se är mörk energi en viktig sak, den upptäcktes ganska nyligen. Under de första nio miljarderna av dess historia bestod universum främst av materia (en kombination av vanlig materia och mörk materia). Men under de första årtusendena var strålning (i form av fotoner och neutriner) en ännu viktigare byggsten än materia!

Observera att var och en av dessa komponenter i universum (d.v.s. strålning, materia och mörk energi) har olika effekt på dess expansionshastighet. Även om vi vet att universum är 46,1 miljarder ljusår i omfattning, måste vi veta den exakta kombinationen av dess beståndsdelar i varje skede av dess utveckling för att kunna beräkna universums storlek vid någon tidpunkt i det förflutna.

- när universum var ungefär tre år gammalt var Vintergatans diameter hundra tusen ljusår;

- när universum var ett år gammalt var det mycket varmare och tätare än det är nu; medeltemperaturen översteg två miljoner grader Kelvin;

- en sekund efter dess födelse var universum för varmt för att stabila kärnor skulle bildas i det; i det ögonblicket flöt protoner och neutroner i ett hav av het plasma. Dessutom var vid den tiden universums radie (om vi tar solen som centrum av cirkeln) sådan att endast sju av alla för närvarande existerande stjärnsystem närmast oss kunde passa in i den beskrivna cirkeln, den mest avlägsna av som skulle vara Ross 154 (Ross 154 - en stjärna i stjärnbilden Skytten, avstånd 9,69 ljusår från solen - ungefär körfält);

- när universums ålder bara var en biljondels sekund översteg dess radie inte avståndet från jorden till solen; under den eran var universums expansionshastighet 1029 gånger större än den är nu.

Om du vill kan du se vad som hände i slutskedet av inflationen, d.v.s. strax före Big Bang. För att beskriva universums tillstånd i det tidigaste skedet av dess födelse skulle man kunna använda singularitetshypotesen, men tack vare inflationshypotesen försvinner behovet av en singularitet helt. Istället för en singularitet talar vi om en mycket snabb expansion av universum (d.v.s. inflation) som inträffade en tid innan den heta, täta expansionen som gav upphov till det nuvarande universum. Låt oss nu gå vidare till sista steget uppblåsning av universum (tidsintervall mellan 10 minus 30 - 10 minus 35 sekunder). Låt oss titta på universums storlek när inflationen upphörde och big bang inträffade.

Här talar vi om den observerbara delen av universum. Dess verkliga storlek är förvisso mycket större, men vi vet inte hur mycket. Till bästa approximation (baserat på data i Sloan Digital Sky Survey (SDSS) och information erhållen från Planck rymdobservatorium), om universum böjer sig och viker sig, är den observerbara delen av den så omöjlig att särskilja från den "ovarvade" en som hela dess radie ska vara minst, 250 gånger radien för den observerade delen.

I själva verket kan universum till och med vara oändligt i omfattning, eftersom hur det betedde sig under de tidiga stadierna av inflation är okänt för oss förutom den sista bråkdelen av en sekund. Men om vi pratar om vad som hände under inflationen i den observerbara delen av universum i allra sista ögonblicket (mellan 10 minus 30 och 10 minus 35 sekunder) före Big Bang, då vet vi storleken på universum: den varierar mellan 17 centimeter (vid 10 vid minus 35 sekunder) och 168 meter (vid 10 vid minus 30 sekunder).

Vad är sjutton centimeter? Det är nästan diametern på en fotboll. Så om du vill veta vilken av de angivna storlekarna av universum som är närmast den verkliga, håll dig till den här figuren. Vad händer om vi antar dimensioner mindre än en centimeter? Detta är för lite; men om vi tar hänsyn till de begränsningar som kosmisk mikrovågsstrålning sätter, visar det sig att universums expansion inte kunde ha slutat vid en sådan hög nivå energier, och därför är universums ovan nämnda storlek i början av "Big Bang" (dvs en storlek som inte överstiger en centimeter) utesluten. Om storleken på universum översteg den nuvarande, är det i det här fallet vettigt att prata om existensen av en oobserverbar del av den (vilket förmodligen är korrekt), men vi har inget sätt att mäta denna del.

Så, vad var storleken på universum vid tiden för dess uppkomst? Om man tror på de mest auktoritativa matematiska modellerna som beskriver inflationsstadiet, visar det sig att storleken på universum vid tidpunkten för dess uppkomst kommer att fluktuera någonstans mellan storleken på ett mänskligt huvud och ett stadskvarter byggt upp med skyskrapor. Och där, ser du, kommer bara cirka 13,8 miljarder år att passera - och universum som vi lever i dök upp.

Var och en av oss har tänkt minst en gång på vilken enorm värld vi lever i. Vår planet är ett vansinnigt antal städer, byar, vägar, skogar, floder. De flesta människor får inte ens se hälften av det under sin livstid. Det är svårt att föreställa sig planetens enorma skala, men det finns en ännu svårare uppgift. Universums storlek är något som kanske inte ens det mest utvecklade sinnet kan föreställa sig. Låt oss försöka ta reda på vad modern vetenskap tycker om detta.

Grundläggande koncept

Universum är allt som omger oss, vad vi vet och gissar om, vad som var, är och kommer att vara. Om vi ​​minskar intensiteten av romantik, så definierar detta begrepp inom vetenskapen allt som existerar fysiskt, med hänsyn till tidsaspekten och lagar som styr funktionen, sammankopplingen av alla element, och så vidare.

Naturligtvis är det ganska svårt att föreställa sig universums verkliga storlek. Inom vetenskapen diskuteras denna fråga flitigt och det finns ingen konsensus ännu. I sina antaganden förlitar sig astronomer på existerande teorier om bildningen av världen som vi känner den, såväl som på data som erhållits som ett resultat av observation.

Metagalaxi

Olika hypoteser definierar universum som ett dimensionslöst eller outsägligt stort utrymme, varav de flesta vet lite om. För att skapa klarhet och möjlighet att diskutera det område som är tillgängligt för studier, introducerades begreppet Metagalaxi. Denna term hänvisar till den del av universum som är observerbar astronomiska metoder. Tack vare förbättringen av teknik och kunskap ökar den hela tiden. Metagalaxen är en del av det så kallade observerbara universum - ett utrymme där materia under sin existens lyckades nå sin nuvarande position. När det kommer till att förstå universums storlek talar de flesta om Metagalaxi. Den nuvarande nivån av teknisk utveckling gör det möjligt att observera objekt som ligger på ett avstånd av upp till 15 miljarder ljusår från jorden. Tid, som kan ses, spelar inte mindre en roll för att bestämma denna parameter än rymden.

Ålder och storlek

Enligt vissa modeller av universum dök det aldrig upp, utan existerar för alltid. Men Big Bang-teorin som dominerar idag ger vår värld en "startpunkt". Enligt astronomer är universums ålder cirka 13,7 miljarder år. Om du går tillbaka i tiden kan du gå tillbaka till Big Bang. Oavsett om universums storlek är oändlig har den observerbara delen av det gränser, eftersom ljusets hastighet är ändlig. Det inkluderar alla de platser som kan påverka en observatör på jorden sedan Big Bang. Storleken på det observerbara universum ökar på grund av dess ständiga expansion. Enligt nya uppskattningar upptar den ett utrymme på 93 miljarder ljusår.

Ett gäng

Låt oss se hur universum är. Dimensionerna av yttre rymden, uttryckta i hårda siffror, är naturligtvis fantastiska, men svåra att förstå. För många blir det lättare att förstå omfattningen av världen omkring oss om de vet hur många system som Solar som passar in i den.

Vår stjärna och dess omgivande planeter är bara en liten del av Vintergatan. Enligt astronomer innehåller galaxen cirka 100 miljarder stjärnor. Några av dem har redan upptäckt exoplaneter. Det är inte bara storleken på universum som är slående, utan utrymmet som upptas av dess obetydliga del, Vintergatan, inger respekt. Det tar ljuset hundra tusen år att resa genom vår galax!

Lokal grupp

Extragalaktisk astronomi, som började utvecklas efter upptäckterna av Edwin Hubble, beskriver många strukturer som liknar Vintergatan. Dess närmaste grannar är Andromeda-nebulosan och de stora och små magellanska molnen. Tillsammans med flera andra "satelliter" utgör de den lokala gruppen av galaxer. Den är skild från en närliggande liknande formation med cirka 3 miljoner ljusår. Det är till och med läskigt att föreställa sig hur mycket tid det skulle ta ett modernt flygplan att tillryggalägga ett sådant avstånd!

Observerad

Alla lokala grupper är åtskilda av ett brett område. Metagalaxen inkluderar flera miljarder strukturer som liknar Vintergatan. Universums storlek är verkligen fantastisk. Det tar 2 miljoner år för en ljusstråle att färdas avståndet från Vintergatan till Andromeda-nebulosan.

Ju längre en bit utrymme ligger från oss, desto mindre vet vi om dess nuvarande tillstånd. Eftersom ljusets hastighet är begränsad kan forskare bara få information om det förflutna för sådana föremål. Av samma skäl, som redan nämnts, är det område av universum som är tillgängligt för astronomisk forskning begränsad.

Andra världar

Detta är dock inte all den fantastiska information som kännetecknar universum. Dimensionerna av yttre rymden överstiger tydligen avsevärt Metagalaxy och den observerbara delen. Teorin om inflation introducerar ett sådant koncept som multiversum. Den består av många världar, troligen bildade samtidigt, som inte korsar varandra och utvecklas självständigt. Den nuvarande nivån på teknisk utveckling ger inte hopp om kunskap om sådana angränsande universum. En av anledningarna är samma ändlighet i ljusets hastighet.

Snabba framsteg inom rymdvetenskapen förändrar vår förståelse av hur stort universum är. Nuvarande tillstånd Astronomi, dess teorier och forskarnas beräkningar är svåra att förstå för den oinvigde. Men även en ytlig studie av frågan visar hur enorm världen är, som vi är en del av, och hur lite vi fortfarande vet om den.

Vanligtvis, när de talar om universums storlek, menar de lokalt fragment av universum (universum), som är tillgänglig för vår observation.

Detta är det så kallade observerbara universum - det område i rymden som är synligt för oss från jorden.

Och eftersom universum är cirka 13 800 000 000 år gammalt, oavsett vilken riktning vi tittar, ser vi ljus som tog 13,8 miljarder år att nå oss.

Så baserat på detta är det logiskt att tro att det observerbara universum bör vara 13,8 x 2 = 27 600 000 000 ljusår tvärs över.

Men det är inte sant! För med tiden expanderar rymden. Och de avlägsna föremålen som avgav ljus för 13,8 miljarder år sedan har flugit ännu längre under den här tiden. Idag är de redan mer än 46,5 miljarder ljusår ifrån oss. En fördubbling av detta ger oss 93 miljarder ljusår.

Således är det observerbara universums verkliga diameter 93 miljarder ljusår. år.

En visuell (i form av en sfär) representation av det observerbara universums tredimensionella struktur, synlig från vår position (cirkelns mitt).

Vita linjer gränserna för det observerbara universum anges.
Ljusfläckar– Det här är kluster av galaxhopar – superkluster – de största kända strukturerna i rymden.
Skalstapel: en division ovanför är 1 miljard ljusår, under - 1 miljard parsecs.
Vårt hus (i centrum) här betecknad som Jungfruns superkluster, det är ett system som inkluderar tiotusentals galaxer, inklusive vår egen, Vintergatan.

En mer visuell uppfattning om omfattningen av det observerbara universum ges av följande bild:

Karta över jordens läge i det observerbara universum - en serie med åtta kartor

från vänster till höger översta raden: Jorden - solsystem– Närmaste stjärnor – Vintergatans galax, nedersta raden: Lokal grupp av galaxer – Jungfrukluster – Lokal superkluster – Observerbart universum.

För att bättre känna och förstå vilka kolossala skalor vi talar om, ojämförliga med våra jordiska idéer, är det värt att titta på förstorad bild av detta diagram V medievisare .

Vad kan du säga om hela universum? Storleken på hela universum (universum, metavers) är förmodligen mycket större!

Men hur hela detta universum är och hur det är uppbyggt förblir ett mysterium för oss...

Hur är det med universums centrum? Det observerbara universum har ett centrum - det är vi! Vi är i centrum av det observerbara universum eftersom det observerbara universum helt enkelt är ett område i rymden som är synligt för oss från jorden.

Och precis som vi från ett högt torn ser ett cirkulärt område med centrum vid själva tornet, ser vi också ett område av rymden med centrum borta från betraktaren. I själva verket, mer exakt, är var och en av oss centrum för vårt eget observerbara universum.

Men detta betyder inte att vi är i mitten av hela universum, precis som tornet inte på något sätt är världens centrum, utan bara centrum för den del av världen som kan ses från det - till horisonten .

Det är samma sak med det observerbara universum.

När vi tittar upp i himlen ser vi ljus som har färdats 13,8 miljarder år till oss från platser som redan är 46,5 miljarder ljusår bort.

Vi ser inte vad som finns bortom denna horisont.

Webbportalen är en informationsresurs där du kan få många användbara och intressant kunskap relaterat till rymden. Först och främst kommer vi att prata om våra och andra Universum, om himlakroppar, svarta hål och fenomen i yttre rymdens djup.

Helheten av allt som finns, materia, enskilda partiklar och utrymmet mellan dessa partiklar kallas universum. Enligt forskare och astrologer är universums ålder cirka 14 miljarder år. Storleken på den synliga delen av universum upptar cirka 14 miljarder ljusår. Och vissa hävdar att universum sträcker sig över 90 miljarder ljusår. För större bekvämlighet är det vanligt att använda parsec-värdet vid beräkning av sådana avstånd. En parsec är lika med 3,2616 ljusår, det vill säga en parsec är det avstånd över vilket medelradien för jordens omloppsbana ses i en vinkel på en bågsekund.

Beväpnad med dessa indikatorer kan du beräkna det kosmiska avståndet från ett objekt till ett annat. Till exempel är avståndet från vår planet till månen 300 000 km, eller 1 ljussekund. Följaktligen ökar detta avstånd till solen till 8,31 ljusminuter.

Genom historien har människor försökt lösa mysterier relaterade till rymden och universum. I artiklarna på portalwebbplatsen kan du lära dig inte bara om universum utan också om modern vetenskapliga tillvägagångssätt till sin studie. Allt material är baserat på de mest avancerade teorierna och fakta.

Det bör noteras att universum inkluderar stort antal känd för människor olika föremål. De mest kända bland dem är planeter, stjärnor, satelliter, svarta hål, asteroider och kometer. För närvarande förstår man mest av allt om planeterna, eftersom vi bor på en av dem. Vissa planeter har sina egna satelliter. Så jorden har sin egen satellit - månen. Förutom vår planet finns det 8 till som kretsar kring solen.

Det finns många stjärnor i rymden, men var och en av dem skiljer sig från varandra. De har olika temperaturer, storlekar och ljusstyrka. Eftersom alla stjärnor är olika klassificeras de enligt följande:

Vita dvärgar;

Jättar;

Superjättar;

Neutronstjärnor;

kvasarer;

Pulsarer.

Det tätaste ämnet vi känner till är bly. På vissa planeter kan densiteten av deras ämne vara tusentals gånger högre än densiteten hos bly, vilket väcker många frågor för forskare.

Alla planeter kretsar runt solen, men den står inte heller stilla. Stjärnor kan samlas i kluster, som i sin tur också kretsar kring ett för oss fortfarande okänt centrum. Dessa kluster kallas galaxer. Vår galax kallas Vintergatan. Alla studier som hittills genomförts tyder på att det mesta av materia som galaxer skapar hittills är osynligt för människor. På grund av detta kallades det mörk materia.

Galaxernas centrum anses vara de mest intressanta. Vissa astronomer tror att galaxens möjliga centrum är ett svart hål. Detta unikt fenomen, bildad som ett resultat av utvecklingen av en stjärna. Men för tillfället är allt detta bara teorier. Att genomföra experiment eller studera sådana fenomen är ännu inte möjligt.

Förutom galaxer innehåller universum nebulosor (interstellära moln som består av gas, damm och plasma), kosmisk mikrovågsbakgrundsstrålning som genomsyrar hela universums utrymme och många andra föga kända och till och med helt okända objekt.

Cirkulation av universums eter

Symmetri och balans mellan materiella fenomen är huvudprincipen strukturell organisation och interaktioner i naturen. Dessutom, i alla former: stjärnplasma och materia, värld och frigjorda etrar. Hela essensen av sådana fenomen ligger i deras interaktioner och transformationer, av vilka de flesta representeras av den osynliga etern. Det kallas också reliktstrålning. Detta är kosmisk bakgrundsstrålning från mikrovågor med en temperatur på 2,7 K. Det finns en uppfattning om att det är denna vibrerande eter som är den grundläggande grunden för allt som fyller universum. Anisotropin av distributionen av eter är förknippad med riktningarna och intensiteten av dess rörelse i olika områden av osynligt och synligt utrymme. Hela svårigheten att studera och forska är ganska jämförbar med svårigheterna att studera turbulenta processer i gaser, plasma och materiavätskor.

Varför tror många forskare att universum är flerdimensionellt?

Efter att ha utfört experiment i laboratorier och i själva rymden erhölls data från vilka man kan anta att vi lever i ett universum där platsen för vilket objekt som helst kan karakteriseras av tid och tre rumsliga koordinater. På grund av detta uppstår antagandet att universum är fyrdimensionellt. Men vissa forskare, som utvecklar teorier om elementarpartiklar och kvantgravitation, kan komma till slutsatsen att existensen av ett stort antal dimensioner helt enkelt är nödvändigt. Vissa modeller av universum utesluter inte så många som 11 dimensioner.

Det bör beaktas att existensen av ett flerdimensionellt universum är möjligt med högenergifenomen - svarta hål, big bang, bursters. Åtminstone är detta en av idéerna hos ledande kosmologer.

Den expanderande universumsmodellen bygger på den allmänna relativitetsteorin. Det föreslogs att på ett adekvat sätt förklara rödförskjutningsstrukturen. Expansionen började samtidigt som Big Bang. Dess tillstånd illustreras av ytan av en uppblåst gummiboll, på vilken prickar - extragalaktiska föremål - applicerades. När en sådan boll blåses upp, rör sig alla dess punkter bort från varandra, oavsett position. Enligt teorin kan universum antingen expandera på obestämd tid eller dra ihop sig.

Baryonisk asymmetri av universum

Den betydande ökningen av antalet elementarpartiklar över hela antalet antipartiklar som observerats i universum kallas baryonasymmetri. Baryoner inkluderar neutroner, protoner och några andra kortlivade elementarpartiklar. Denna disproportion inträffade under förintelsens era, nämligen tre sekunder efter Big Bang. Fram till denna punkt motsvarade antalet baryoner och antibaryoner varandra. Under massförintelsen av elementära antipartiklar och partiklar kombinerades de flesta av dem i par och försvann, vilket genererade elektromagnetisk strålning.

Age of the Universe på portalwebbplatsen

Moderna forskare tror att vårt universum är cirka 16 miljarder år gammalt. Enligt uppskattningar kan minimiåldern vara 12-15 miljarder år. Det minsta stöts bort av de äldsta stjärnorna i vår galax. Dess verkliga ålder kan endast bestämmas med hjälp av Hubbles lag, men verklig betyder inte korrekt.

Synlighetshorisont

En sfär med en radie lika med det avstånd som ljuset färdas under hela universums existens kallas dess synbarhetshorisont. Förekomsten av en horisont är direkt proportionell mot universums expansion och sammandragning. Enligt Friedmans kosmologiska modell började universum att expandera från ett enda avstånd för ungefär 15-20 miljarder år sedan. Under hela tiden färdas ljus en reststräcka i det expanderande universum, nämligen 109 ljusår. På grund av detta kan varje observatör i ögonblicket t0 efter starten av expansionsprocessen endast observera en liten del, begränsad av en sfär, som i det ögonblicket har radie I. De kroppar och objekt som i detta ögonblick befinner sig bortom denna gräns är, i princip inte observerbar. Ljuset som reflekteras från dem hinner helt enkelt inte nå betraktaren. Detta är inte möjligt även om ljuset slocknat när expansionsprocessen började.

På grund av absorption och spridning i det tidiga universum, med tanke på den höga densiteten, kunde fotoner inte fortplanta sig i en fri riktning. Därför kan observatören bara upptäcka den strålning som dök upp i universums era genomskinlig för strålning. Denna epok bestäms av tiden t»300 000 år, densiteten av ämnet r»10-20 g/cm3 och momentet för väterekombination. Av allt ovanstående följer att ju närmare källan är i galaxen, desto större blir rödförskjutningsvärdet för den.

Big Bang

Ögonblicket som universum började kallas Big Bang. Detta koncept är baserat på det faktum att det från början fanns en punkt (singularitetspunkt) där all energi och all materia var närvarande. Grunden för egenskapen anses vara den höga densiteten av materia. Vad som hände före denna singularitet är okänt.

Det finns ingen exakt information om de händelser och tillstånd som inträffade vid tiden 5*10-44 sekunder (ögonblicket för slutet av det första tidskvantet). I fysiska termer av den eran kan man bara anta att temperaturen då var ungefär 1,3 * 1032 grader med en materiadensitet på ungefär 1096 kg/m 3. Dessa värden är gränserna för tillämpningen av befintliga idéer. De uppstår på grund av förhållandet mellan gravitationskonstanten, ljusets hastighet, Boltzmann- och Planck-konstanter och kallas "Planck-konstanter".

De händelser som är associerade med 5*10-44 till 10-36 sekunder återspeglar modellen för det "inflationära universum". Momentet på 10-36 sekunder kallas den "heta universum"-modellen.

Under perioden från 1-3 till 100-120 sekunder bildades heliumkärnor och ett litet antal kärnor i de återstående lungorna kemiska grundämnen. Från och med detta ögonblick började ett förhållande etableras i gasen: väte 78 %, helium 22 %. Före en miljon år började temperaturen i universum sjunka till 3000-45000 K, och rekombinationens era började. Tidigare började fria elektroner kombineras med lätta protoner och atomkärnor. Helium- och väteatomer och ett litet antal litiumatomer började dyka upp. Ämnet blev genomskinligt, och strålningen, som fortfarande observeras idag, kopplades bort från det.

Nästa miljard år av universums existens präglades av en temperaturminskning från 3000-45000 K till 300 K. Forskare kallade denna period för universum "den mörka tidsåldern" på grund av det faktum att inga källor till elektromagnetisk strålning ännu hade dök upp. Under samma period blev heterogeniteten hos blandningen av initiala gaser tätare på grund av påverkan gravitationskrafter. Efter att ha simulerat dessa processer på en dator såg astronomer att detta oåterkalleligt ledde till uppkomsten av jättestjärnor som översteg solens massa miljontals gånger. På grund av en så stor massa blev dessa stjärnor otroligt varma höga temperaturer och utvecklades under en period av tiotals miljoner år, varefter de exploderade som supernovor. Uppvärmning till höga temperaturer skapade ytorna på sådana stjärnor starka strömmar av ultraviolett strålning. Därmed började en period av återjonisering. Plasma som bildades som ett resultat av sådana fenomen började starkt sprida elektromagnetisk strålning i dess spektrala kortvågsområden. På sätt och vis började universum störta ner i en tjock dimma.

Dessa enorma stjärnor blev de första källorna i universum av kemiska grundämnen som är mycket tyngre än litium. Började bildas rymdobjekt 2:a generationen, som innehöll kärnorna i dessa atomer. Dessa stjärnor började skapas av blandningar av tunga atomer. En upprepad typ av rekombination av de flesta av atomerna i intergalaktiska och interstellära gaser inträffade, vilket i sin tur ledde till en ny insyn i rymden för elektromagnetisk strålning. Universum har blivit precis vad vi kan observera nu.

Observerbar struktur av universum på webbplatsportalen

Den observerade delen är rumsligt inhomogen. De flesta galaxhopar och enskilda galaxer bildar dess cell- eller bikakestruktur. De konstruerar cellväggar som är ett par megaparsek tjocka. Dessa celler kallas "tomrum". De är karakteriserade stor storlek, tiotals megaparsecs, och samtidigt finns det inget ämne med elektromagnetisk strålning i dem. Tomrummet står för cirka 50 % av universums totala volym.