O que está além do Universo? A estrutura do Universo. Segredos do espaço

Universo... Que palavra terrível. A escala do que é denotado por esta palavra desafia qualquer compreensão. Para nós, percorrer 1000 km já é uma distância, mas o que significam em comparação com o número gigantesco que indica o diâmetro mínimo possível, do ponto de vista dos cientistas, do nosso Universo.


Este número não é apenas colossal – é irreal. 93 bilhões de anos-luz! Em quilômetros, isso é expresso como 879.847.933.950.014.400.000.000.

O que é o Universo?

O que é o Universo? Como compreender essa imensidão com a mente, porque, como escreveu Kozma Prutkov, isso não é dado a ninguém. Apoiemos-nos em tudo o que nos é familiar, em coisas simples que podem, através de analogias, nos levar à compreensão desejada.

Do que é feito o nosso Universo?

Para entender essa questão, vá agora mesmo até a cozinha e pegue a esponja de espuma que você usa para lavar a louça. Já tomou? Então, você tem em mãos um modelo do Universo. Se você observar mais de perto a estrutura da esponja através de uma lupa, verá que ela consiste em muitos poros abertos, delimitados nem mesmo por paredes, mas sim por pontes.

O Universo é algo parecido, mas apenas o material usado para as pontes não é espuma de borracha, mas... ... Não planetas, nem sistemas estelares, mas galáxias! Cada uma dessas galáxias consiste em centenas de bilhões de estrelas orbitando um núcleo central, e cada uma pode ter até centenas de milhares de anos-luz de tamanho. A distância entre as galáxias é geralmente de cerca de um milhão de anos-luz.

Expansão do Universo

O Universo não é apenas grande, mas também está em constante expansão. Este fato, estabelecido pela observação do desvio para o vermelho, formou a base da teoria do Big Bang.


Segundo a NASA, a idade do Universo desde o início do Big Bang é de aproximadamente 13,7 bilhões de anos.

O que significa a palavra "Universo"?

A palavra “Universo” tem raízes no antigo eslavo e, na verdade, é um papel vegetal da palavra grega oikomenta (οἰκουμένη), vindo do verbo οἰκέω “Eu habito, eu habito”. Inicialmente, esta palavra denotava toda a parte habitada do mundo. Na linguagem da Igreja, um significado semelhante permanece até hoje: por exemplo, o Patriarca de Constantinopla tem a palavra “Ecuménico” no seu título.

O termo vem da palavra “habitação” e só está em consonância com a palavra “tudo”.

O que está no centro do Universo?

A questão do centro do Universo é extremamente confusa e definitivamente ainda não foi resolvida. O problema é que não está claro se existe ou não. É lógico supor que desde que houve um Big Bang, de cujo epicentro inúmeras galáxias começaram a se separar, isso significa que traçando a trajetória de cada uma delas é possível encontrar o centro do Universo na intersecção dessas trajetórias. Mas o fato é que todas as galáxias se afastam umas das outras aproximadamente na mesma velocidade e praticamente a mesma imagem é observada em todos os pontos do Universo.


Há tanta teorização aqui que qualquer acadêmico enlouqueceria. Até a quarta dimensão foi posta em jogo mais de uma vez, mesmo que estivesse errada, mas até hoje não há nenhuma clareza particular na questão.

Se não houver uma definição clara do centro do Universo, então consideramos um exercício vazio falar sobre o que há neste mesmo centro.

O que está além do Universo?

Ah, esta é uma pergunta muito interessante, mas tão vaga quanto a anterior. Geralmente não se sabe se o Universo tem limites. Talvez não haja nenhum. Talvez eles existam. Talvez, além do nosso Universo, existam outros com outras propriedades da matéria, com leis da natureza e constantes mundiais diferentes das nossas. Ninguém pode fornecer uma resposta comprovada a tal pergunta.

O problema é que só podemos observar o Universo a uma distância de 13,3 mil milhões de anos-luz. Por que? É muito simples: lembramos que a idade do Universo é de 13,7 mil milhões de anos. Considerando que a nossa observação ocorre com um atraso igual ao tempo gasto pela luz para percorrer a distância correspondente, não podemos observar o Universo antes do momento em que ele realmente surgiu. A esta distância vemos o Universo das crianças...

O que mais sabemos sobre o Universo?

Muito e nada! Sabemos sobre o brilho relíquia, sobre cordas cósmicas, sobre quasares, buracos negros e muito, muito mais. Parte deste conhecimento pode ser fundamentado e comprovado; algumas coisas são apenas cálculos teóricos que não podem ser confirmados por evidências, e algumas são apenas fruto da rica imaginação de pseudocientistas.


Mas de uma coisa sabemos com certeza: nunca chegará o momento em que possamos, enxugando com alívio o suor da testa, dizer: “Ugh! A questão foi finalmente totalmente estudada. Não há mais nada para pegar aqui!”

Cada um de nós já pensou pelo menos uma vez sobre o mundo enorme em que vivemos. Nosso planeta é um número absurdo de cidades, vilas, estradas, florestas, rios. A maioria das pessoas nem consegue ver metade disso durante a vida. É difícil imaginar a enorme escala do planeta, mas existe uma tarefa ainda mais difícil. O tamanho do Universo é algo que, talvez, mesmo a mente mais desenvolvida não consiga imaginar. Vamos tentar descobrir o que a ciência moderna pensa sobre isso.

Conceito básico

O Universo é tudo o que nos rodeia, o que sabemos e adivinhamos, o que foi, é e será. Se reduzirmos a intensidade do romantismo, então este conceito define na ciência tudo o que existe fisicamente, tendo em conta o aspecto temporal e as leis que regem o funcionamento, a interligação de todos os elementos, e assim por diante.

Naturalmente, é muito difícil imaginar o tamanho real do Universo. Na ciência, esse assunto é amplamente discutido e ainda não há consenso. Em suas suposições, os astrônomos confiam nas teorias existentes sobre a formação do mundo como o conhecemos, bem como nos dados obtidos como resultado da observação.

Metagaláxia

Várias hipóteses definem o Universo como um espaço adimensional ou inefavelmente vasto, sobre o qual sabemos pouco sobre a maioria. Para trazer clareza e possibilidade de discussão da área disponível para estudo, foi introduzido o conceito de Metagalaxia. Este termo refere-se à parte do Universo acessível à observação por métodos astronômicos. Graças ao aprimoramento da tecnologia e do conhecimento, está em constante crescimento. A metagaláxia faz parte do chamado Universo observável - espaço no qual a matéria, durante o período de sua existência, conseguiu atingir sua posição atual. Quando se trata de compreender o tamanho do Universo, a maioria das pessoas fala sobre a Metagalaxia. O atual nível de desenvolvimento tecnológico permite observar objetos localizados a uma distância de até 15 bilhões de anos-luz da Terra. O tempo, como pode ser visto, não desempenha um papel menor na determinação desse parâmetro do que o espaço.

Idade e tamanho

Segundo alguns modelos do Universo, ele nunca apareceu, mas existe para sempre. No entanto, a teoria do Big Bang que domina hoje dá ao nosso mundo um “ponto de partida”. Segundo os astrônomos, a idade do Universo é de aproximadamente 13,7 bilhões de anos. Se você voltar no tempo, poderá voltar ao Big Bang. Independentemente de o tamanho do Universo ser infinito, sua parte observável tem limites, uma vez que a velocidade da luz é finita. Inclui todos os locais que podem afetar um observador na Terra desde o Big Bang. O tamanho do Universo observável está aumentando devido à sua constante expansão. Segundo estimativas recentes, ocupa um espaço de 93 mil milhões de anos-luz.

Um monte de

Vamos ver como é o Universo. As dimensões do espaço sideral, expressas em números concretos, são, obviamente, surpreendentes, mas difíceis de compreender. Para muitos, será mais fácil compreender a escala do mundo que nos rodeia se souberem quantos sistemas como o Solar cabem nele.

A nossa estrela e os planetas que a rodeiam são apenas uma pequena parte da Via Láctea. Segundo os astrônomos, a Galáxia contém aproximadamente 100 bilhões de estrelas. Alguns deles já descobriram exoplanetas. Não é apenas o tamanho do Universo que chama a atenção, mas o espaço ocupado por sua parte insignificante, a Via Láctea, inspira respeito. A luz leva cem mil anos para viajar pela nossa galáxia!

Grupo local

A astronomia extragaláctica, que começou a se desenvolver após as descobertas de Edwin Hubble, descreve muitas estruturas semelhantes à Via Láctea. Seus vizinhos mais próximos são a Nebulosa de Andrômeda e as Grandes e Pequenas Nuvens de Magalhães. Juntamente com vários outros “satélites”, formam o grupo local de galáxias. Está separado de uma formação vizinha semelhante por aproximadamente 3 milhões de anos-luz. É até assustador imaginar quanto tempo uma aeronave moderna levaria para percorrer tal distância!

Observado

Todos os grupos locais são separados por uma ampla área. A metagaláxia inclui vários bilhões de estruturas semelhantes à Via Láctea. O tamanho do Universo é realmente incrível. São necessários 2 milhões de anos para um feixe de luz percorrer a distância da Via Láctea até a Nebulosa de Andrômeda.

Quanto mais longe de nós um pedaço de espaço está, menos sabemos sobre seu estado atual. Como a velocidade da luz é finita, os cientistas só podem obter informações sobre o passado de tais objetos. Pelas mesmas razões, como já mencionado, a área do Universo acessível à investigação astronómica é limitada.

Outros mundos

No entanto, esta não é toda a informação surpreendente que caracteriza o Universo. As dimensões do espaço sideral, aparentemente, excedem significativamente a Metagalaxia e a parte observável. A teoria da inflação introduz um conceito como Multiverso. Consiste em muitos mundos, provavelmente formados simultaneamente, não se cruzando entre si e desenvolvendo-se de forma independente. O atual nível de desenvolvimento tecnológico não dá esperança de conhecimento de tais Universos vizinhos. Uma das razões é a mesma finitude da velocidade da luz.

Os rápidos avanços na ciência espacial estão a mudar a nossa compreensão do tamanho do Universo. O estado atual da astronomia, suas teorias constituintes e os cálculos dos cientistas são de difícil compreensão para os não iniciados. Porém, mesmo um estudo superficial sobre o assunto mostra o quão vasto é o mundo, do qual fazemos parte, e o quão pouco ainda sabemos sobre ele.

O que sabemos sobre o universo, como é o espaço? O Universo é um mundo sem limites, difícil de compreender pela mente humana, que parece irreal e intangível. Na verdade, estamos rodeados de matéria, ilimitada no espaço e no tempo, capaz de assumir diversas formas. Para tentar compreender a verdadeira escala do espaço exterior, como funciona o Universo, a estrutura do universo e os processos de evolução, precisaremos de cruzar o limiar da nossa própria visão do mundo, olhar para o mundo que nos rodeia de um ângulo diferente, de dentro.

Educação do Universo: primeiros passos

O espaço que observamos através dos telescópios é apenas uma parte do Universo estelar, a chamada Megagaláxia. Os parâmetros do horizonte cosmológico do Hubble são colossais - 15-20 bilhões de anos-luz. Esses dados são aproximados, pois no processo de evolução o Universo está em constante expansão. A expansão do Universo ocorre através da propagação de elementos químicos e da radiação cósmica de fundo em micro-ondas. A estrutura do Universo está em constante mudança. Aglomerados de galáxias, objetos e corpos do Universo aparecem no espaço - são bilhões de estrelas que formam os elementos do espaço próximo - sistemas estelares com planetas e satélites.

Onde está o começo? Como surgiu o Universo? Presumivelmente, a idade do Universo é de 20 bilhões de anos. Talvez a fonte da matéria cósmica fosse a protomatéria quente e densa, cujo acúmulo explodiu em determinado momento. As menores partículas formadas como resultado da explosão se espalharam em todas as direções e continuam a se afastar do epicentro em nosso tempo. A teoria do Big Bang, que agora domina os círculos científicos, descreve com mais precisão a formação do Universo. A substância que surgiu como resultado do cataclismo cósmico era uma massa heterogênea composta por minúsculas partículas instáveis ​​​​que, colidindo e se espalhando, começaram a interagir entre si.

O Big Bang é uma teoria da origem do Universo que explica sua formação. Segundo essa teoria, existia inicialmente uma certa quantidade de matéria que, como resultado de certos processos, explodiu com força colossal, espalhando a massa da mãe no espaço circundante.

Depois de algum tempo, pelos padrões cósmicos - um instante, pela cronologia terrena - milhões de anos, começou a fase de materialização do espaço. Do que é feito o universo? A matéria dispersa começou a concentrar-se em aglomerados, grandes e pequenos, no lugar dos quais os primeiros elementos do Universo, enormes massas de gás - berçários de futuras estrelas - começaram posteriormente a emergir. Na maioria dos casos, o processo de formação dos objetos materiais no Universo é explicado pelas leis da física e da termodinâmica, mas há uma série de pontos que ainda não podem ser explicados. Por exemplo, porque é que a matéria em expansão está mais concentrada numa parte do espaço, enquanto noutra parte do universo a matéria é muito rarefeita? As respostas a essas perguntas só poderão ser obtidas quando o mecanismo de formação dos objetos espaciais, grandes e pequenos, se tornar claro.

Agora o processo de formação do Universo é explicado pela ação das leis do Universo. A instabilidade gravitacional e a energia em diferentes áreas desencadearam a formação de protoestrelas, que por sua vez, sob a influência das forças centrífugas e da gravidade, formaram galáxias. Em outras palavras, enquanto a matéria continuava e continuava a se expandir, os processos de compressão começaram sob a influência das forças gravitacionais. Partículas de nuvens de gás começaram a se concentrar em torno de um centro imaginário, formando eventualmente uma nova compactação. Os materiais de construção neste gigantesco projeto de construção são hidrogênio molecular e hélio.

Os elementos químicos do Universo são o principal material de construção a partir do qual os objetos do Universo foram posteriormente formados

Então a lei da termodinâmica começa a operar e os processos de decaimento e ionização são ativados. As moléculas de hidrogênio e hélio se desintegram em átomos, a partir dos quais o núcleo de uma protoestrela é formado sob a influência de forças gravitacionais. Estes processos são as leis do Universo e assumiram a forma de uma reação em cadeia, ocorrendo em todos os cantos distantes do Universo, enchendo o Universo com milhares de milhões, centenas de milhares de milhões de estrelas.

Evolução do Universo: destaques

Hoje, no meio científico existe uma hipótese sobre a natureza cíclica dos estados a partir dos quais se tece a história do Universo. Surgindo como resultado da explosão do pró-material, os aglomerados de gás tornaram-se berçários de estrelas, que por sua vez formaram numerosas galáxias. Porém, ao atingir uma determinada fase, a matéria do Universo começa a tender ao seu estado original e concentrado, ou seja, a explosão e posterior expansão da matéria no espaço são seguidas de compressão e retorno ao estado superdenso, ao ponto inicial. Posteriormente, tudo se repete, o nascimento é seguido pelo final, e assim por muitos bilhões de anos, ad infinitum.

O início e o fim do universo de acordo com a evolução cíclica do Universo

Porém, omitindo o tema da formação do Universo, que permanece uma questão em aberto, deveríamos passar à estrutura do Universo. Já na década de 30 do século 20, ficou claro que o espaço sideral está dividido em regiões - galáxias, que são enormes formações, cada uma com sua própria população estelar. Além disso, as galáxias não são objetos estáticos. A velocidade das galáxias que se afastam do centro imaginário do Universo está em constante mudança, como evidenciado pela convergência de algumas e pelo afastamento de outras umas das outras.

Todos os processos acima, do ponto de vista da duração da vida terrena, duram muito lentamente. Do ponto de vista da ciência e dessas hipóteses, todos os processos evolutivos ocorrem rapidamente. Convencionalmente, a evolução do Universo pode ser dividida em quatro etapas - eras:

• era hádron;
• era do lépton;
• era do fóton;
• era das estrelas.

Escala de tempo cósmico e evolução do Universo, segundo a qual o aparecimento de objetos cósmicos pode ser explicado

No primeiro estágio, toda a matéria estava concentrada em uma grande gota nuclear, composta por partículas e antipartículas, combinadas em grupos - hádrons (prótons e nêutrons). A proporção de partículas para antipartículas é de aproximadamente 1:1,1. Em seguida vem o processo de aniquilação de partículas e antipartículas. Os prótons e nêutrons restantes são os blocos de construção a partir dos quais o Universo é formado. A duração da era hádron é insignificante, apenas 0,0001 segundos é o período da reação explosiva.

Então, após 100 segundos, inicia-se o processo de síntese dos elementos. A uma temperatura de mil milhões de graus, o processo de fusão nuclear produz moléculas de hidrogénio e hélio. Todo esse tempo, a substância continua a se expandir no espaço.

A partir desse momento, inicia-se uma longa etapa de recombinação de núcleos e elétrons, de 300 mil a 700 mil anos, formando átomos de hidrogênio e hélio. Nesse caso, observa-se uma diminuição na temperatura da substância e a intensidade da radiação diminui. O universo se torna transparente. Hidrogênio e hélio formados em quantidades colossais sob a influência de forças gravitacionais transformam o Universo primário em um gigantesco canteiro de obras. Depois de milhões de anos, começa a era estelar – que é o processo de formação das protoestrelas e das primeiras protogaláxias.

Essa divisão da evolução em etapas se enquadra no modelo do Universo quente, que explica muitos processos. As verdadeiras causas do Big Bang e o mecanismo de expansão da matéria permanecem inexplicáveis.

Estrutura e estrutura do Universo

A era estelar da evolução do Universo começa com a formação do gás hidrogênio. Sob a influência da gravidade, o hidrogênio se acumula em enormes aglomerados e aglomerados. A massa e a densidade de tais aglomerados são colossais, centenas de milhares de vezes maiores que a massa da própria galáxia formada. A distribuição desigual do hidrogênio, observada na fase inicial da formação do universo, explica as diferenças nos tamanhos das galáxias resultantes. Megagaláxias se formaram onde deveria existir o acúmulo máximo de gás hidrogênio. Onde a concentração de hidrogênio era insignificante, surgiram galáxias menores, semelhantes à nossa casa estelar - a Via Láctea.

A versão segundo a qual o Universo é um ponto inicial em torno do qual as galáxias giram em diferentes estágios de desenvolvimento

A partir deste momento, o Universo recebe suas primeiras formações com limites e parâmetros físicos claros. Não são mais nebulosas, acúmulos de gás estelar e poeira cósmica (produtos de uma explosão), protoaglomerados de matéria estelar. Estes são países estelares, cuja área é enorme do ponto de vista da mente humana. O universo está ficando cheio de fenômenos cósmicos interessantes.

Do ponto de vista da justificativa científica e do modelo moderno do Universo, as galáxias foram formadas pela primeira vez como resultado da ação de forças gravitacionais. Houve uma transformação da matéria em um colossal redemoinho universal. Os processos centrípetos garantiram a subsequente fragmentação das nuvens de gás em aglomerados, que se tornaram o berço das primeiras estrelas. Protogaláxias com períodos de rotação rápidos transformaram-se em galáxias espirais ao longo do tempo. Onde a rotação era lenta e o processo de compressão da matéria era observado principalmente, formaram-se galáxias irregulares, na maioria das vezes elípticas. Neste contexto, ocorreram processos mais grandiosos no Universo - a formação de superaglomerados de galáxias, cujas bordas estão em contato próximo umas com as outras.

Superaglomerados são numerosos grupos de galáxias e aglomerados de galáxias dentro da estrutura de grande escala do Universo. Dentro de 1 bilhão de St. Existem cerca de 100 superaglomerados há anos

A partir desse momento ficou claro que o Universo é um enorme mapa, onde os continentes são aglomerados de galáxias, e os países são megagaláxias e galáxias formadas há bilhões de anos. Cada uma das formações consiste em um aglomerado de estrelas, nebulosas, acúmulos de gás interestelar e poeira. No entanto, toda esta população constitui apenas 1% do volume total das formações universais. A maior parte da massa e do volume das galáxias é ocupada por matéria escura, cuja natureza não é possível determinar.

Diversidade do Universo: classes de galáxias

Graças aos esforços do astrofísico americano Edwin Hubble, temos agora os limites do Universo e uma classificação clara das galáxias que o habitam. A classificação é baseada nas características estruturais destas formações gigantes. Por que as galáxias têm formas diferentes? A resposta a esta e muitas outras questões é dada pela classificação de Hubble, segundo a qual o Universo é constituído por galáxias das seguintes classes:

• espiral;
• elíptico;
• galáxias irregulares.

Os primeiros incluem as formações mais comuns que preenchem o universo. As características das galáxias espirais são a presença de uma espiral claramente definida que gira em torno de um núcleo brilhante ou tende a uma barra galáctica. Galáxias espirais com núcleo são designadas S, enquanto objetos com barra central são designados SB. A esta classe também pertence a nossa galáxia, a Via Láctea, no centro da qual o núcleo é dividido por uma ponte luminosa.

Uma típica galáxia espiral. No centro, é claramente visível um núcleo com uma ponte de cujas extremidades emanam braços espirais.

Formações semelhantes estão espalhadas por todo o Universo. A galáxia espiral mais próxima, Andrômeda, é uma gigante que se aproxima rapidamente da Via Láctea. O maior representante desta classe que conhecemos é a galáxia gigante NGC 6872. O diâmetro do disco galáctico deste monstro é de aproximadamente 522 mil anos-luz. Este objeto está localizado a uma distância de 212 milhões de anos-luz da nossa galáxia.

A próxima classe comum de formações galácticas são as galáxias elípticas. Sua designação de acordo com a classificação de Hubble é a letra E (elíptica). Essas formações têm formato elipsoidal. Apesar de existirem muitos objetos semelhantes no Universo, as galáxias elípticas não são particularmente expressivas. Eles consistem principalmente em elipses suaves preenchidas com aglomerados de estrelas. Ao contrário das espirais galácticas, as elipses não contêm acúmulos de gás interestelar e poeira cósmica, que são os principais efeitos ópticos da visualização de tais objetos.

Um representante típico desta classe conhecido hoje é a nebulosa elíptica do anel na constelação de Lyra. Este objeto está localizado a uma distância de 2.100 anos-luz da Terra.

Vista da galáxia elíptica Centaurus A através do telescópio CFHT

A última classe de objetos galácticos que povoam o Universo são galáxias irregulares ou irregulares. A designação de acordo com a classificação de Hubble é o símbolo latino I. A principal característica é uma forma irregular. Em outras palavras, tais objetos não possuem formas simétricas claras e padrões característicos. Em sua forma, essa galáxia lembra uma imagem do caos universal, onde aglomerados de estrelas se alternam com nuvens de gás e poeira cósmica. Na escala do Universo, as galáxias irregulares são um fenômeno comum.

Por sua vez, as galáxias irregulares são divididas em dois subtipos:

• Galáxias irregulares do subtipo I têm uma estrutura irregular complexa, uma superfície altamente densa e distinguem-se pelo brilho. Muitas vezes esta forma caótica de galáxias irregulares é uma consequência de espirais colapsadas. Um exemplo típico de tal galáxia é a Grande e a Pequena Nuvem de Magalhães;
• Galáxias irregulares e irregulares do subtipo II têm uma superfície baixa, uma forma caótica e não são muito brilhantes. Devido à diminuição do brilho, tais formações são difíceis de detectar na vastidão do Universo.

A Grande Nuvem de Magalhães é a galáxia irregular mais próxima de nós. Ambas as formações, por sua vez, são satélites da Via Láctea e poderão em breve (dentro de 1 a 2 bilhões de anos) ser absorvidas por um objeto maior.

Galáxia irregular Grande Nuvem de Magalhães - um satélite da nossa galáxia, a Via Láctea

Apesar do fato de Edwin Hubble ter classificado com bastante precisão as galáxias em classes, essa classificação não é ideal. Poderíamos alcançar mais resultados se incluíssemos a teoria da relatividade de Einstein no processo de compreensão do Universo. O Universo é representado por uma riqueza de várias formas e estruturas, cada uma com suas próprias propriedades e características características. Recentemente, os astrônomos conseguiram descobrir novas formações galácticas que são descritas como objetos intermediários entre galáxias espirais e elípticas.

A Via Láctea é a parte mais famosa do Universo

Dois braços espirais, localizados simetricamente em torno do centro, constituem o corpo principal da galáxia. As espirais, por sua vez, consistem em braços que fluem suavemente entre si. Na junção dos braços Sagitário e Cisne, está localizado o nosso Sol, localizado a uma distância de 2,62·10¹⁷km do centro da galáxia Via Láctea. As espirais e os braços das galáxias espirais são aglomerados de estrelas cuja densidade aumenta à medida que se aproximam do centro galáctico. O resto da massa e do volume das espirais galácticas é matéria escura, e apenas uma pequena parte é representada por gás interestelar e poeira cósmica.

A posição do Sol nos braços da Via Láctea, o lugar da nossa galáxia no Universo

A espessura das espirais é de aproximadamente 2 mil anos-luz. Todo esse bolo de camadas está em constante movimento, girando a uma velocidade tremenda de 200-300 km/s. Quanto mais próximo do centro da galáxia, maior será a velocidade de rotação. O Sol e o nosso Sistema Solar levarão 250 milhões de anos para completar uma revolução em torno do centro da Via Láctea.

Nossa galáxia consiste em um trilhão de estrelas, grandes e pequenas, superpesadas e médias. O aglomerado de estrelas mais denso da Via Láctea é o Braço de Sagitário. É nesta região que se observa o brilho máximo da nossa galáxia. A parte oposta do círculo galáctico, pelo contrário, é menos brilhante e difícil de distinguir pela observação visual.

A parte central da Via Láctea é representada por um núcleo, cujas dimensões são estimadas em 1.000-2.000 parsecs. Nesta região mais brilhante da galáxia concentra-se o número máximo de estrelas, que possuem diferentes classes, caminhos próprios de desenvolvimento e evolução. Estas são principalmente estrelas antigas e superpesadas nos estágios finais da Sequência Principal. A confirmação da presença de um centro envelhecido da Via Láctea é a presença nesta região de um grande número de estrelas de nêutrons e buracos negros. Na verdade, o centro do disco espiral de qualquer galáxia espiral é um buraco negro supermassivo que, como um aspirador gigante, suga objetos celestes e matéria real.

Um buraco negro supermassivo localizado na parte central da Via Láctea é o local da morte de todos os objetos galácticos

Quanto aos aglomerados de estrelas, os cientistas hoje conseguiram classificar dois tipos de aglomerados: esféricos e abertos. Além dos aglomerados de estrelas, as espirais e os braços da Via Láctea, como qualquer outra galáxia espiral, consistem em matéria dispersa e energia escura. Como consequência do Big Bang, a matéria está em um estado altamente rarefeito, representado por tênues gases interestelares e partículas de poeira. A parte visível da matéria consiste em nebulosas, que por sua vez se dividem em dois tipos: nebulosas planetárias e nebulosas difusas. A parte visível do espectro das nebulosas se deve à refração da luz das estrelas, que emitem luz dentro da espiral em todas as direções.

Nosso sistema solar existe nesta sopa cósmica. Não, não somos os únicos neste mundo enorme. Tal como o Sol, muitas estrelas têm os seus próprios sistemas planetários. A questão toda é como detectar planetas distantes, se as distâncias, mesmo dentro de nossa galáxia, excedem a duração da existência de qualquer civilização inteligente. O tempo no Universo é medido por outros critérios. Os planetas com seus satélites são os menores objetos do Universo. O número desses objetos é incalculável. Cada uma das estrelas que estão na faixa visível pode ter seus próprios sistemas estelares. Podemos ver apenas os planetas existentes mais próximos de nós. O que está acontecendo na vizinhança, quais mundos existem em outros braços da Via Láctea e quais planetas existem em outras galáxias permanece um mistério.

Kepler-16 b é um exoplaneta próximo à estrela dupla Kepler-16 na constelação de Cygnus

Conclusão

Tendo apenas uma compreensão superficial de como o Universo surgiu e como está evoluindo, o homem deu apenas um pequeno passo no sentido de compreender e compreender a escala do Universo. O enorme tamanho e âmbito com que os cientistas têm de lidar hoje sugere que a civilização humana é apenas um momento neste feixe de matéria, espaço e tempo.

Modelo do Universo de acordo com o conceito de presença de matéria no espaço, levando em consideração o tempo

O estudo do Universo vai desde Copérnico até os dias atuais. No início, os cientistas partiram do modelo heliocêntrico. Na verdade, descobriu-se que o espaço não tem um centro real e toda rotação, movimento e movimento ocorrem de acordo com as leis do Universo. Apesar de existir uma explicação científica para os processos que ocorrem, os objetos universais são divididos em classes, tipos e tipos, nem um único corpo no espaço é semelhante a outro. Os tamanhos dos corpos celestes são aproximados, assim como a sua massa. A localização das galáxias, estrelas e planetas é arbitrária. O problema é que não existe sistema de coordenadas no Universo. Observando o espaço, fazemos uma projeção em todo o horizonte visível, considerando a nossa Terra como ponto de referência zero. Na verdade, somos apenas uma partícula microscópica, perdida nas extensões infinitas do Universo.

O Universo é uma substância na qual todos os objetos existem em estreita conexão com o espaço e o tempo

Semelhante à conexão com o tamanho, o tempo no Universo deve ser considerado o componente principal. A origem e a idade dos objetos espaciais permitem-nos criar uma imagem do nascimento do mundo e destacar as etapas da evolução do universo. O sistema com o qual estamos lidando está intimamente relacionado aos prazos. Todos os processos que ocorrem no espaço possuem ciclos - início, formação, transformação e fim, acompanhados pela morte de um objeto material e pela transição da matéria para outro estado.

Olá a todos! Hoje quero compartilhar com vocês minhas impressões sobre o Universo. Imagine só, não tem fim, sempre foi interessante, mas isso poderia acontecer? Neste artigo você pode aprender sobre estrelas, seus tipos e vida, sobre o big bang, sobre buracos negros, sobre pulsares e sobre algumas outras coisas importantes.

- isto é tudo o que existe: espaço, matéria, tempo, energia. Inclui todos os planetas, estrelas e outros corpos cósmicos.

- este é todo o mundo material existente, é ilimitado no espaço e no tempo e diverso nas formas que a matéria assume no processo de seu desenvolvimento.

O universo estudado pela astronomia- esta é uma parte do mundo material acessível à pesquisa por métodos astronômicos que correspondem ao nível alcançado pela ciência (esta parte do Universo é às vezes chamada de Metagalaxia).

Metagalaxia é uma parte do Universo acessível aos métodos modernos de pesquisa. A metagaláxia contém vários bilhões.

O universo é tão grande que é impossível compreender seu tamanho. Falemos do Universo: a parte que nos é visível estende-se por 1,6 milhão de milhões de milhões de milhões de km - e ninguém sabe quão grande é além do visível.

Muitas teorias tentam explicar como o universo adquiriu sua forma atual e de onde veio. Segundo a teoria mais popular, há 13 bilhões de anos ele nasceu como resultado de uma explosão gigante. Tempo, espaço, energia, matéria - tudo isso surgiu como resultado desta explosão fenomenal. É inútil dizer o que aconteceu antes do chamado “big bang”; não houve nada antes dele.

– de acordo com os conceitos modernos, este é o estado do Universo no passado (cerca de 13 mil milhões de anos atrás), quando a sua densidade média era muitas vezes superior à de hoje. Com o tempo, a densidade do Universo diminui devido à sua expansão.

Assim, à medida que nos aprofundamos no passado, a densidade aumenta, até ao momento em que as ideias clássicas sobre o tempo e o espaço perdem a sua validade. Este momento pode ser tomado como o início da contagem regressiva. O intervalo de tempo de 0 a vários segundos é convencionalmente chamado de período do Big Bang.

A matéria do Universo, no início deste período, recebeu velocidades relativas colossais (“explodiu” e daí o nome).

Observadas em nosso tempo, as evidências do Big Bang são a concentração de hélio, hidrogênio e alguns outros elementos leves, radiação remanescente e a distribuição de heterogeneidades no Universo (por exemplo, galáxias).

Os astrônomos acreditam que o universo ficou incrivelmente quente e cheio de radiação após o big bang.

Partículas atômicas – prótons, elétrons e nêutrons – foram formadas em aproximadamente 10 segundos.

Os próprios átomos – átomos de hélio e hidrogénio – foram formados apenas algumas centenas de milhares de anos mais tarde, quando o Universo arrefeceu e expandiu significativamente em tamanho.

Ecos do Big Bang.

Se o Big Bang tivesse acontecido há 13 mil milhões de anos, a esta altura o Universo já teria arrefecido a uma temperatura de cerca de 3 graus Kelvin, ou seja, 3 graus acima do zero absoluto.

Os cientistas registraram ruído de rádio de fundo usando telescópios. Estes ruídos de rádio espalhados pelo céu estrelado correspondem a esta temperatura e são considerados ecos do big bang que ainda nos atinge.

Segundo uma das lendas científicas mais populares, Isaac Newton viu uma maçã cair no chão e percebeu que isso aconteceu sob a influência da gravidade que emanava da própria Terra. A magnitude desta força depende do peso corporal.

A gravidade de uma maçã, que tem uma massa pequena, não afeta o movimento do nosso planeta; a Terra tem uma massa grande e atrai a maçã para si.

Nas órbitas cósmicas, as forças gravitacionais mantêm todos os corpos celestes. A Lua se move ao longo da órbita da Terra e não se afasta dela; nas órbitas circunssolares, a força gravitacional do Sol mantém os planetas, e o Sol é mantido em posição em relação a outras estrelas, uma força que é muito maior que a gravitacional força.

Nosso Sol é uma estrela bastante comum, de tamanho médio. O Sol, como todas as outras estrelas, é uma bola de gás luminoso e é como uma fornalha colossal, produzindo calor, luz e outras formas de energia. O sistema solar é composto por planetas em órbita solar e, claro, pelo próprio sol.

Outras estrelas, por estarem muito distantes de nós, aparecem minúsculas no céu, mas na verdade, algumas delas têm diâmetro centenas de vezes maior que o do nosso Sol.

Estrelas e galáxias.

Os astrônomos determinam a localização das estrelas colocando-as nas constelações ou em relação a elas. Constelação - trata-se de um grupo de estrelas visíveis em uma determinada área do céu noturno, mas nem sempre, na realidade, localizadas nas proximidades.

As estrelas nas vastas extensões do espaço são agrupadas em arquipélagos estelares chamados galáxias. Nossa Galáxia, chamada Via Láctea, inclui o Sol com todos os seus planetas. Nossa galáxia está longe de ser a maior, mas é grande o suficiente para ser imaginada.

As distâncias no Universo são medidas em relação à velocidade da luz; a humanidade não conhece nada mais rápido do que isso. A velocidade da luz é de 300 mil km/s. Como ano-luz, os astrônomos usam essa unidade - esta é a distância que um raio de luz percorreria em um ano, ou seja, 9,46 milhões de milhões de km.

Proxima na constelação do Centauro é a estrela mais próxima de nós. Ele está localizado a 4,3 anos-luz de distância. Não a vemos da maneira como a víamos há mais de quatro anos. E a luz do Sol chega até nós em 8 minutos e 20 segundos.

A Via Láctea, com centenas de milhares de milhões de estrelas, tem a forma de uma roda giratória gigante com um eixo saliente - o cubo. O Sol está localizado a 250 mil anos-luz do seu eixo, mais próximo da borda desta roda. O Sol gira em torno do centro da Galáxia em sua órbita a cada 250 milhões de anos.

Nossa Galáxia é uma entre muitas e ninguém sabe quantas existem no total. Mais de um bilhão de galáxias já foram descobertas e muitos milhões de estrelas em cada uma delas. Centenas de milhões de anos-luz dos terráqueos são as mais distantes das galáxias já conhecidas.

Nós perscrutamos o passado mais distante do Universo estudando-os. Todas as galáxias estão se afastando de nós e umas das outras. Parece que o Universo ainda está em expansão e o Big Bang foi a sua origem.

Que tipos de estrelas existem?

As estrelas são bolas de gás leve (plasma) semelhantes ao Sol. Eles são formados a partir de um ambiente gasoso empoeirado (principalmente de hélio e hidrogênio), devido à instabilidade gravitacional.

As estrelas são diferentes, mas assim que todas surgirem e depois de milhões de anos desaparecerão. Nosso Sol tem quase 5 bilhões de anos e, segundo os astrônomos, existirá pelo mesmo tempo e então começará a morrer.

Sol - esta é uma estrela única, muitas outras estrelas são binárias, ou seja, na verdade, consistem em duas estrelas que giram em torno uma da outra. Os astrônomos também conhecem estrelas triplas e as chamadas estrelas múltiplas, que consistem em muitos corpos estelares.

Supergigantes são as maiores estrelas.

Antares, com diâmetro 350 vezes maior que o do Sol, é uma dessas estrelas. No entanto, todas as supergigantes têm densidades muito baixas. Gigantes são estrelas menores com um diâmetro 10 a 100 vezes maior que o do Sol.

Sua densidade também é baixa, mas é maior que a das supergigantes. A maioria das estrelas visíveis, incluindo o Sol, são classificadas como estrelas da sequência principal ou estrelas intermediárias. Seu diâmetro pode ser dez vezes menor ou dez vezes maior que o diâmetro do Sol.

As anãs vermelhas são chamadas menores estrelas da sequência principal e anãs brancas - são chamados de corpos ainda menores que não pertencem mais às estrelas da sequência principal.

As anãs brancas (aproximadamente do tamanho do nosso planeta) são extremamente densas, mas muito fracas. Sua densidade é muitos milhões de vezes maior que a densidade da água. Pode haver até 5 mil milhões de anãs brancas só na Via Láctea, embora os cientistas tenham descoberto até agora apenas algumas centenas de tais corpos.

Vamos assistir a um vídeo comparando os tamanhos das estrelas como exemplo.

Vida de uma estrela.

Cada estrela, como mencionado anteriormente, nasce de uma nuvem de poeira e hidrogênio. O universo está cheio dessas nuvens.

A formação de uma estrela começa quando, sob a influência de alguma outra força (ninguém entende) e sob a influência da gravidade, como dizem os astrônomos, ocorre o colapso ou “colapso” de um corpo celeste: a nuvem começa a girar, e seu centro aquece. Você pode observar a evolução das estrelas.

As reações nucleares começam quando a temperatura dentro de uma nuvem estelar atinge um milhão de graus.

Durante essas reações, os núcleos dos átomos de hidrogênio se combinam para formar hélio. A energia produzida pelas reações é liberada na forma de luz e calor, e uma nova estrela se ilumina.

Poeira estelar e gases residuais são observados em torno de novas estrelas. Os planetas se formaram ao redor do nosso Sol a partir desta matéria. Certamente, planetas semelhantes se formaram em torno de outras estrelas, e é provável que existam algumas formas de vida em muitos planetas, cuja descoberta a humanidade não conhece.

Explosões de estrelas.

O destino de uma estrela depende em grande parte da sua massa. Quando uma estrela como o nosso Sol utiliza o seu “combustível” de hidrogénio, a camada de hélio contrai-se e as camadas exteriores expandem-se.

A estrela se torna uma gigante vermelha nesta fase de sua vida. Então, com o tempo, suas camadas externas se afastam bruscamente, deixando para trás apenas um pequeno núcleo brilhante da estrela - anã branca. anã negra(uma enorme massa de carbono) a estrela se torna, esfriando gradualmente.

Um destino mais dramático aguarda estrelas com massa várias vezes maior que a da Terra.

Tornam-se supergigantes, muito maiores que as gigantes vermelhas, à medida que o seu combustível nuclear se esgota e se expandem até se tornarem enormes.

Posteriormente, sob a influência da gravidade, ocorre um colapso acentuado de seus núcleos. A estrela é despedaçada por uma explosão inimaginável de energia liberada.

Os astrônomos chamam essa explosão de supernova. Milhões de vezes mais brilhante que o Sol, uma supernova brilha por algum tempo. Pela primeira vez em 383 anos, em fevereiro de 1987, uma supernova de uma galáxia vizinha foi visível a olho nu da Terra.

Dependendo da massa inicial da estrela, um pequeno corpo chamado estrela de nêutrons pode ser deixado para trás após uma supernova. Com um diâmetro não superior a algumas dezenas de quilómetros, tal estrela consiste em neutrões sólidos, tornando a sua densidade muitas vezes maior do que a enorme densidade das anãs brancas.

Buracos negros.

A força do colapso do núcleo em algumas supernovas é tão grande que a compressão da matéria praticamente não leva ao seu desaparecimento. Uma seção do espaço sideral com gravidade incrivelmente alta permanece em vez de matéria. Essa área é chamada de buraco negro; sua força é tão poderosa que atrai tudo para dentro de si.

Os buracos negros não podem ser visíveis devido à sua natureza. No entanto, os astrónomos acreditam tê-los localizado.

Os astrônomos procuram sistemas estelares binários com radiação poderosa e acreditam que ela surge da matéria que escapa para o buraco negro, acompanhada por temperaturas de aquecimento de milhões de graus.

Tal fonte de radiação foi descoberta na constelação de Cygnus (o chamado buraco negro Cygnus X-1). Alguns cientistas acreditam que, além dos buracos negros, também existem os brancos. Esses buracos brancos aparecem no local onde a matéria coletada se prepara para iniciar a formação de novos corpos estelares.

O Universo também está repleto de formações misteriosas chamadas quasares. Estes são provavelmente os núcleos de galáxias distantes que brilham intensamente e, além deles, não vemos nada no Universo.

Logo após a formação do Universo, sua luz começou a se mover em nossa direção. Os cientistas acreditam que a energia igual à dos quasares só pode vir de buracos cósmicos.

Os pulsares não são menos misteriosos. Pulsares são formações que emitem regularmente feixes de energia. Elas, segundo os cientistas, são estrelas que giram rapidamente e delas emanam raios de luz, como faróis cósmicos.

O futuro do Universo.

Ninguém sabe qual é o destino do nosso universo. Parece que após a explosão inicial, ainda está em expansão. Existem dois cenários possíveis num futuro muito distante.

De acordo com o primeiro deles, teoria do espaço aberto, o Universo se expandirá até que toda a energia seja gasta em todas as estrelas e as galáxias deixem de existir.

Segundo - a teoria do espaço fechado, segundo a qual um dia a expansão do Universo irá parar, começará a contrair-se novamente e continuará a encolher até desaparecer no processo.

Os cientistas chamaram esse processo, por analogia com o big bang, de grande compressão. Como resultado, outro big bang poderá ocorrer, criando um novo Universo.

Então, tudo teve um começo e terá um fim, mas ninguém sabe o que será...

O que está além do Universo? Esta questão é muito complexa para a compreensão humana. Isso se deve ao fato de que antes de mais nada é necessário determinar seus limites, o que está longe de ser fácil.

A resposta geralmente aceita leva em consideração apenas o Universo observável. Segundo ele, as dimensões são determinadas pela velocidade da luz, pois é possível ver apenas a luz que é emitida ou refletida pelos objetos no espaço. É impossível olhar além da luz mais distante, que viaja por toda a existência do Universo.

O espaço continua a se expandir, mas ainda é finito. Seu tamanho é às vezes chamado de volume ou esfera de Hubble. O homem no Universo provavelmente nunca será capaz de saber o que está além de suas fronteiras. Portanto, para toda exploração, este é o único espaço com o qual será necessário interagir. Pelo menos num futuro próximo.

Grandeza

Todo mundo sabe que o Universo é grande. Quantos milhões de anos-luz ela se estende?

Os astrônomos estão estudando cuidadosamente a radiação cósmica de fundo em micro-ondas - o brilho residual do Big Bang. Eles procuram conexões entre o que acontece de um lado do céu e o que acontece do outro. E até agora não há evidências de que haja algo em comum. Isto significa que durante 13,8 mil milhões de anos em qualquer direção o Universo não se repete. É quanto tempo a luz precisa para atingir pelo menos a borda visível deste espaço.

Ainda estamos preocupados com a questão do que existe além do Universo observável. Os astrônomos admitem que o espaço é infinito. A “matéria” nele contida (energia, galáxias, etc.) é distribuída exatamente da mesma maneira que no Universo observável. Se este for realmente o caso, então aparecem várias anomalias do que está no limite.

Não existem apenas mais planetas diferentes fora do volume do Hubble. Lá você pode encontrar tudo o que pode existir. Se você for longe o suficiente, poderá até encontrar outro sistema solar com uma Terra idêntica em todos os aspectos, exceto que você comeu mingau em vez de ovos mexidos no café da manhã. Ou não houve café da manhã. Ou digamos que você acordou cedo e roubou um banco.

Na verdade, os cosmólogos acreditam que se você for longe o suficiente, poderá encontrar outra esfera do Hubble que seja completamente idêntica à nossa. A maioria dos cientistas acredita que o universo que conhecemos tem limites. O que está além deles permanece o maior mistério.

Princípio cosmológico

Este conceito significa que independentemente da localização e direção do observador, todos veem a mesma imagem do Universo. É claro que isto não se aplica a estudos de menor escala. Esta homogeneidade do espaço é causada pela igualdade de todos os seus pontos. Este fenômeno só pode ser detectado na escala de um aglomerado de galáxias.

Algo semelhante a este conceito foi proposto pela primeira vez por Sir Isaac Newton em 1687. E mais tarde, no século 20, isso foi confirmado pelas observações de outros cientistas. Logicamente, se tudo surgisse de um ponto no Big Bang e depois se expandisse para o Universo, permaneceria bastante homogêneo.

A distância a que se pode observar o princípio cosmológico para encontrar esta aparente distribuição uniforme da matéria é de aproximadamente 300 milhões de anos-luz da Terra.

No entanto, tudo mudou em 1973. Então foi descoberta uma anomalia que violava o princípio cosmológico.

Grande Atrator

Uma enorme concentração de massa foi descoberta a uma distância de 250 milhões de anos-luz, perto das constelações de Hidra e Centauro. Seu peso é tão grande que poderia ser comparado a dezenas de milhares de massas da Via Láctea. Esta anomalia é considerada um superaglomerado galáctico.

Este objeto foi chamado de Grande Atrator. A sua força gravitacional é tão forte que afecta outras galáxias e os seus enxames durante várias centenas de anos-luz. Há muito que é um dos maiores mistérios do espaço.

Em 1990, foi descoberto que o movimento de aglomerados colossais de galáxias, chamados de Grande Atrator, tende para outra região do espaço - além da borda do Universo. Até agora, este processo pode ser observado, embora a própria anomalia esteja na “zona de evitação”.

Energia escura

De acordo com a Lei de Hubble, todas as galáxias deveriam afastar-se uniformemente umas das outras, preservando o princípio cosmológico. No entanto, em 2008 surgiu uma nova descoberta.

A Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) detectou um grande grupo de aglomerados que se moviam na mesma direção a velocidades de até 600 milhas por segundo. Todos se dirigiam para uma pequena área do céu entre as constelações de Centauro e Velus.

Não há nenhuma razão óbvia para isso e, por ser um fenômeno inexplicável, foi chamado de “energia escura”. É causado por algo fora do universo observável. Actualmente existem apenas suposições sobre a sua natureza.

Se aglomerados de galáxias forem atraídos em direção a um buraco negro colossal, então seu movimento deverá acelerar. A energia escura indica a velocidade constante dos corpos cósmicos ao longo de bilhões de anos-luz.

Uma das possíveis razões para este processo são estruturas massivas localizadas fora do Universo. Eles têm uma enorme influência gravitacional. Não existem estruturas gigantes no Universo observável com peso gravitacional suficiente para causar este fenômeno. Mas isto não significa que não possam existir fora da região observável.

Isso significaria que a estrutura do Universo não é homogênea. Quanto às estruturas em si, elas podem ser literalmente qualquer coisa, desde agregados de matéria até energia numa escala que mal pode ser imaginada. É até possível que estes estejam guiando forças gravitacionais de outros Universos.

Bolhas infinitas

Não é totalmente correto falar de algo fora da esfera do Hubble, pois ela ainda possui uma estrutura idêntica à Metagalaxia. “O desconhecido” tem as mesmas leis físicas do Universo e constantes. Existe uma versão de que o Big Bang causou o aparecimento de bolhas na estrutura do espaço.

Imediatamente a seguir, antes do início da inflação do Universo, surgiu uma espécie de “espuma cósmica”, existindo como um aglomerado de “bolhas”. Um dos objetos desta substância expandiu-se repentinamente, tornando-se eventualmente o Universo conhecido hoje.

Mas o que saiu das outras bolhas? Alexander Kashlinsky, chefe da equipe da NASA, a organização que descobriu a “energia escura”, disse: “Se você se afastar o suficiente, poderá ver uma estrutura que está fora da bolha, fora do Universo. Essas estruturas devem criar movimento."

Assim, a “energia escura” é percebida como a primeira evidência da existência de outro Universo, ou mesmo de um “Multiverso”.

Cada bolha é uma área que parou de se esticar junto com o resto do espaço. Ela formou seu próprio Universo com suas próprias leis especiais.

Neste cenário, o espaço é infinito e cada bolha também não tem limites. Mesmo que seja possível romper a fronteira de um deles, o espaço entre eles ainda está se expandindo. Com o tempo, será impossível chegar à próxima bolha. Este fenômeno ainda permanece um dos maiores mistérios do cosmos.

Buraco negro

A teoria proposta pelo físico Lee Smolin sugere que cada objeto cósmico semelhante na estrutura da Metagaláxia provoca a formação de um novo. Basta imaginar quantos buracos negros existem no Universo. Cada um possui leis físicas diferentes daquelas de seu antecessor. Uma hipótese semelhante foi delineada pela primeira vez em 1992 no livro “Life of the Cosmos”.

Estrelas ao redor do mundo que caem em buracos negros são comprimidas a densidades incrivelmente extremas. Sob tais condições, este espaço explode e se expande em seu novo Universo, diferente do original. O ponto onde o tempo para dentro de um buraco negro é o início do Big Bang de uma nova Metagalaxia.

As condições extremas dentro do buraco negro em colapso levam a pequenas mudanças aleatórias nas forças físicas subjacentes e nos parâmetros do universo filho. Cada um deles possui características e indicadores diferentes de seus pais.

A existência de estrelas é um pré-requisito para a formação da vida. Isso se deve ao fato de que neles são criados carbono e outras moléculas complexas que sustentam a vida. Portanto, a formação dos seres e do Universo exige as mesmas condições.

Uma crítica à selecção natural cósmica como hipótese científica é a falta de provas directas nesta fase. Mas deve-se ter em mente que, do ponto de vista das crenças, não é pior do que as alternativas científicas propostas. Não há evidências do que está além do Universo, seja o Multiverso, a teoria das cordas ou o espaço cíclico.

Muitos universos paralelos

Esta ideia parece ser algo que tem pouca relevância para a física teórica moderna. Mas a ideia da existência de um Multiverso há muito é considerada uma possibilidade científica, embora ainda cause debates ativos e debates destrutivos entre os físicos. Esta opção destrói completamente a ideia de quantos Universos existem no espaço.

É importante ter em mente que o Multiverso não é uma teoria, mas sim uma consequência da compreensão moderna da física teórica. Esta distinção é crítica. Ninguém acenou com a mão e disse: “Haja um Multiverso!” Essa ideia foi derivada de ensinamentos atuais, como a mecânica quântica e a teoria das cordas.

Multiverso e física quântica

Muitas pessoas estão familiarizadas com o experimento mental “Gato de Schrödinger”. A sua essência reside no facto de Erwin Schrödinger, um físico teórico austríaco, ter apontado a imperfeição da mecânica quântica.

O cientista sugere imaginar um animal colocado em uma caixa fechada. Se você abri-lo, poderá descobrir um dos dois estados do gato. Mas enquanto a caixa estiver fechada, o animal estará vivo ou morto. Isso prova que não existe um estado que combine vida e morte.

Tudo isso parece impossível simplesmente porque a percepção humana não consegue compreendê-lo.

Mas é bem possível, de acordo com as estranhas regras da mecânica quântica. O espaço de todas as possibilidades nele é enorme. Matematicamente, um estado da mecânica quântica é a soma (ou superposição) de todos os estados possíveis. No caso do Gato de Schrödinger, o experimento é uma superposição de posições “mortas” e “vivas”.

Mas como isso pode ser interpretado de modo que tenha algum significado prático? Uma maneira popular é pensar em todas essas possibilidades de tal forma que o único estado “objetivamente verdadeiro” do gato seja o observável. No entanto, também se pode concordar que estas possibilidades são verdadeiras e todas existem em Universos diferentes.

Teoria das cordas

Esta é a oportunidade mais promissora para combinar a mecânica quântica e a gravidade. Isso é difícil porque a gravidade é tão indescritível em pequenas escalas quanto os átomos e as partículas subatômicas na mecânica quântica.

Mas a teoria das cordas, que afirma que todas as partículas fundamentais são feitas de elementos monoméricos, descreve todas as forças conhecidas da natureza de uma só vez. Estes incluem gravidade, eletromagnetismo e forças nucleares.

No entanto, a teoria matemática das cordas requer pelo menos dez dimensões físicas. Só podemos observar quatro dimensões: altura, largura, profundidade e tempo. Portanto, dimensões adicionais estão escondidas de nós.

Para poder usar a teoria para explicar fenómenos físicos, estes estudos adicionais são “densos” e demasiado pequenos em pequenas escalas.

O problema ou característica da teoria das cordas é que existem muitas maneiras de fazer a compactação. Cada um deles resulta em um universo com diferentes leis físicas, como diferentes massas de elétrons e constantes de gravidade. Contudo, também existem sérias objecções à metodologia de compactação. Portanto o problema não está completamente resolvido.

Mas a questão óbvia é: em quais destas possibilidades estamos vivendo? A teoria das cordas não fornece um mecanismo para determinar isso. Isso o torna inútil porque não é possível testá-lo completamente. Mas explorar os limites do Universo transformou esse erro numa característica.

Consequências do Big Bang

Durante a estrutura inicial do Universo, houve um período de expansão acelerada denominado inflação. Inicialmente, explicou por que a esfera do Hubble tem temperatura quase uniforme. No entanto, a inflação também previu um espectro de flutuações de temperatura em torno deste equilíbrio, que foi posteriormente confirmado por várias naves espaciais.

Embora os detalhes exatos da teoria ainda sejam calorosamente debatidos, a inflação é amplamente aceita pelos físicos. No entanto, um corolário desta teoria é que deve haver outros objetos no universo que ainda estão em aceleração. Devido às flutuações quânticas no espaço-tempo, algumas partes dele nunca atingirão o estado final. Isso significa que o espaço se expandirá para sempre.

Este mecanismo gera um número infinito de Universos. Combinando este cenário com a teoria das cordas, existe a possibilidade de que cada uma tenha uma compactação diferente de dimensões adicionais e, portanto, tenha diferentes leis físicas do universo.

De acordo com a doutrina do Multiverso, previsto pela teoria das cordas e pela inflação, todos os Universos vivem no mesmo espaço físico e podem se cruzar. Eles inevitavelmente colidirão, deixando rastros no céu cósmico. Seu caráter varia de pontos frios ou quentes na radiação cósmica de fundo até vazios anômalos na distribuição das galáxias.

Como as colisões com outros Universos devem ocorrer numa determinada direção, espera-se que qualquer interferência perturbe a homogeneidade.

Alguns cientistas procuram-nos através de anomalias na radiação cósmica de fundo, o brilho do Big Bang. Outros estão em ondas gravitacionais, que ondulam através do espaço-tempo à medida que objetos massivos passam. Estas ondas podem provar diretamente a existência de inflação, o que, em última análise, fortalece o apoio à teoria do multiverso.