Еще столетие назад ученые были уверены, что галактика Млечный путь — это и есть вся Вселенная. Но с развитием современной техники, подробного изучения законов физики и астрономии исследователи поняли, что абсолютно не имели представления о величине космического пространства и осознали, что наши познания о космосе ничтожно малы. Оказалось, что на сегодняшний день изучено не более 10 процентов Вселенной. В результате этих открытий астрономы стали сомневаться в постулатах физики. Более того эти подозрения возникали и ранее.
В последнее десятилетие 19 века ученые, изучая такое явление как скорость света, заметили кое-что необычное. Несмотря на то, с какой скоростью перемещается человек, относительно него скорость света остается неизменной. В это невозможно было поверить!
Основываясь на результатах этого наблюдения, в начале двадцатого столетия Альберт Эйнштейн создал частную теорию относительности. Согласно этой теории время, расстояние и масса – значения не абсолютные. Через два года после этого ученый начал изучать общую теорию относительности.
«Самая счастливая идея», именно так ученый назвал результаты своих исследований, которые были опубликованы в середине 1916 года. Такие понятия как гравитация, время и пространство были объединены в единое целое. Это стало точным дополнением к законам физики, которые были описаны И. Ньютоном.
Изменяющаяся Вселенная
Занимаясь своими исследованиями А.Эйнштейн всегда принимал во внимание утверждения науки того времени. Астрономы были уверены, что Вселенная не увеличивается и в то же время не уменьшается, а остается всегда неизменной. Но, несмотря на это в 1929 году было установлено, что расширение вселенной все-таки происходит. Это было доказано американским астрономом Эдвином Хабблом.
Много лет ученые пытались разгадать тайну размытых сверкающих пятен, которые появлялись на темнеющем небосводе. Они были похожи на облака из газа и поэтому им дали название туманности. Астрономы пытались понять, что это и где располагается? Веком ранее У.Гершель (британский астроном) высказал допущение, что они находятся за границами нашей Галактики. Изучением этих вопросов и стал заниматься Эдвин Хаббл.
После расчетов астронома выяснилось, что Большая туманность Андромеды по факту не является туманностью, а представляет собой галактику, которая удалена на один миллион, а может и более, световых лет от нас. Так как Млечный путь имеет диаметр сто тысяч световых лет, то получается, что эта галактика не относится к нему. Хаббл продолжал рассчитывать расстояния до остальных туманностей. Он показал всему миру, что космос необычайно огромен! Исследования астронома внесли существенный вклад в развитие таких наук как космология и астрономия.
Наука, занимающаяся изучением астрономических тел, образованных ими систем, а также в целом анализом всей Вселенной, называется астрономией.
Большая энциклопедия издательства «Терра» описывает направление в астрономии – космологию, согласно которой именно благодаря развитию мировой материи была образована Вселенная. Космологи пытаются определить, когда именно появилась Вселенная, как происходило ее развитие и даже хотят предвидеть судьбу мироздания.
Наблюдая за галактиками Хаббл заметил, что расстояние от них до Земли постепенно увеличивается, и быстрее всего отдаляются более удаленные скопления. Из этого он сделал вывод, что расширение Вселенной все ж таки происходит. Именно опубликованный ученым доклад в 1926 году дал основание предполагать, что из-за большого взрыва в космосе более чем тринадцать миллиардов лет тому назад и зародилась Вселенная. Это учение возникновения мироздания обрела название «теория Большого взрыва». Но ученым предстояло изучить еще много неизвестного.
Интенсивность расширения
После открытий Хаббла ученые пытались рассчитать, насколько быстро увеличивается Вселенная. Постоянная Хаббла – именно это значение позволило бы астрономам точно определить скорость расширения. Вычислив эту величину ученые могли бы с точностью сказать когда именно появилась Вселенная. Но почему же столь важно было знать дату появления мироздания? Желанием космологов было предсказать будущее нашей Вселенной. Ученые предполагали, что если она будет расширяться очень быстро, то данный процесс будет идти вечно, что приведет к ее абсолютному рассеянию. Следствием медленного расширения Вселенной будет Большой кризис, когда гравитация станет очень сильной и Вселенная сожмется в точку.
Расчеты и предположения астрономов помогли им ответить на многие вопросы, однако наряду с этим у них возникали другие задачи, решения которых заставляли задуматься в точности уже имеющихся понятий и явлений.
Темная материя и энергия
В конце 20-го столетия исследователями были открыты новые звезды типа Ia, которые могут излучать некоторое время яркий свет, эквивалентный яркости миллиарда солнц. Изучая эти небесные объекты ученые пришли к выводу и смогли доказать, что расширение Вселенной происходит быстрее, чем раньше. Эти звезды стали стандартом для последующих измерений. Скептическое отношение сменилось уверенностью, когда ученые находили все больше и больше доказательств своей теории. Астрономы выяснили, что существует некая сила, которая увеличивает скорость расширения. Она может сопротивляться силе притяжения, однако никто не может точно предсказать ее действие. Именно поэтому этой силе дали название Темной энергии. Предположительно она образует три четверти всей Вселенной.
В 1980 году космологи, исследуя разные галактики, заметили необычное явление. Вращение некоторых галактик было очень быстрым и для того, чтобы удержать их вместе, необходима была дополнительная сила притяжения. Но какая именно энергия или вещество могли компенсировать недостаток гравитации? Ученые не могли дать на это ответ. Ни одно из излучений, которое могло бы быть обнаружено, не испускается, не отражается и даже не поглощается этим веществом. Поэтому это скопление назвали Темной материей. Несмотря на то, что данное понятие возникло в начале двадцатого столетия, только в 80-х годах двадцатого столетия оно получило научное подтверждение. На сегодняшний день ученые пытаются определить концентрацию темной материи среди галактик в космосе. Они изучают свет, исходящий от дальних космических объектов, его искривление после прохождения сквозь скопления темного вещества. Проведя определенные расчеты ученые предположили, что более двадцати двух процентов от массы всей Вселенной образовано Темной материей.
Но самое удивительное в этих открытиях то, что не более четырех процентов от массы всей Вселенной образовано обычной материей. Следовательно, оставшаяся часть состоит из темной энергии и темной материи. Из этого можно сделать вывод, что исследовано около пяти процентов всей Вселенной, а остальное остается тайной!
Чем больше в науке находится объяснений уже существующим явлениям, тем больше появляется новых и более сложных вопросов, на которые еще предстоит найти ответы.