Вы сейчас здесь:

Виртуальная выставка «Ты просто космос!»

Период и даты проведения:

c 12 Апреля 2021 по 12 Мая 2021

Теория Большого взрыва

А. Адамски. Кольцо «Большой взрыв»

Общепринятая в современной науке теория происхождения Вселенной, впервые сформулированная бельгийским священником и астрофизиком Жоржем Леметром, похожа на волшебную сказку. Давным-давно, около четырнадцати миллиардов лет назад, не было ни галактик, ни звезд, ни планет. Не было гравитации и физических законов, не было даже времени. Вся существующая материя была сжата в одну точку такой плотности и такой температуры, что привычные нам физические законы были к ней неприменимы. Затем, в результате некоего события, эта точка «взорвалась», породив пространство и время. Невообразимое давление сжатой энергии начало быстро расширять пространство Вселенной, которое продолжает расширяться до сих пор, и появился знакомый нам мир с его законами. Интересно, что термин «Большой взрыв» придумал астроном Фред Хойл, который назвал так это научное открытие в шутку, чтобы посмеяться над теорией, казавшейся ему невероятной, однако название прижилось.

На сегодняшний день теория Большого взрыва не только является общепринятой в современном научном сообществе, но и давно проникла в массовую культуру.

Образование галактик

В. Шорохов. Гарнитур «Галактика»

Самая масштабная сила во Вселенной, действующая на расстояниях в тысячи световых лет, – гравитация. Без нее было бы невозможным существование привычной нам Вселенной, в том числе и таких огромных образований, как галактики, – скоплений из десятков и сотен миллиардов звезд. Согласно актуальным научным представлениям, галактики образуются из газового облака при возникновении гравитационной неустойчивости, то есть возникшего по тем или иным причинам уплотнения какой-то части облака, которое начинает притягивать к себе другие части. Газ и пыль как бы слипаются в «комочки» – будущие звезды, а те, в свою очередь, выстраиваются вокруг первичного уплотнения.

Е. Шамраева. Кольцо «Млечный путь»

Зачастую исходная неоднородность в газопылевом облаке настолько массивна, что ее тяготение начинает притягивать даже свет. Фотоны – кванты электромагнитного излучения – обладают очень большой, но конечной скоростью, и в случае невероятно массивных тел ее может не хватить, чтобы покинуть область их притяжения. Такие объекты называют черными дырами, а область, за которую не может вылететь даже свет, – горизонтом событий. Так как фотоны являются самыми быстрыми объектами во Вселенной, то из-под горизонта событий не может вырваться ничто, отчего изучать черные дыры получается лишь косвенно, по воздействию, которое они оказывают на окружающие их объекты. Черные дыры, расположенные в центре галактик, называют сверхмассивными, ведь их масса в тысячи и миллионы раз превосходит массу звезд. Например, расположенная в центре нашей Галактики черная дыра Стрелец А* имеет массу примерно в четыре с половиной миллиона раз большую, чем масса Солнца. Впрочем, не нужно бояться, что все звезды в Галактике упадут на находящуюся в ее центре черную дыру – вместо падения они вращаются вокруг нее по огромной орбите.

Появление звезд

Р. Бениславский. Гарнитур «Космос»

Процесс формирования звезд протекает в сложных условиях, за практически непроницаемой завесой газа и пыли внутри сжимающегося молекулярного облака, этакой «звездной колыбели», из которой и рождается звезда. К счастью, методы современной инфракрасной фотометрии позволяют несколько лучше разобраться в том, что же происходит на разных этапах эволюции звезд.

А. Шадковский. Перстень «АЛА»

Гигантское молекулярное облако может дрейфовать на просторах Вселенной миллиарды лет, пока не столкнется с каким-то гравитационным воздействием, например, ударной волной от взрыва сверхновой. Тогда в нем образуются сгустки, быстро притягивающие к себе газ и пыль. Гравитационное сжатие разогревает вещество в облаке, оно начинает излучать свет и тепло, но достаточно быстро этот процесс прекращается – вещество становится настолько плотным, что уже не пропускает собственное излучение. Образовавшиеся таким образом объекты, приобретающие благодаря гравитации сферическую форму, называются протозвездами. Вокруг них формируется околозвездный диск – скопление газа и пыли на орбите будущей звезды. Затем материя диска постепенно оседает на звезде, все увеличивая ее гравитационное сжатие. В какой-то момент достаточно крупные протозвезды разогреваются настолько сильно, что в их недрах запускаются термоядерные реакции синтеза более тяжелых элементов из более легких – гелия из водорода, лития из гелия и так далее. Так протозвезды становятся звездами.

С. Квашнин. Серьги «Альциона»

Одним из самых редких типов звезд являются голубые гиганты – например, Альциона, звезда в созвездии Тельца, ярчайшая из Плеяд. На самом деле Альциона – это несколько звезд, находящихся так близко друг к другу, что мы воспринимаем их как один объект, и голубой гигант – лишь одна из них – Альциона A.

Оправдывая свое название, голубые гиганты – огромные звезды, которые в десятки раз больше и в тысячи раз ярче нашего Солнца. Быстро расходуя свое термоядерное топливо, голубые гиганты по звездным меркам живут совсем недолго. Если Солнце существует четыре с половиной миллиарда лет и проживет еще не менее пяти, то голубые гиганты редко живут дольше десяти миллионов лет.

И. Гнатенко. Брошь «Пульсар»

Большие звезды могут вспыхнуть сверхновой, или, сжигая весь водород, стать нейтронными звездами – маленькими, размером с центр Калининграда, но очень тяжелыми объектами с мощным магнитным полем и излучением.

Иногда астрономы регистрируют, что излучение звезды приходит на Землю в виде периодических всплесков. Такую звезду называют пульсаром. Самый первый открытый пульсар назвали LGM-1 – сокращенно от «little green men», «маленькие зеленые человечки»: считалось, что его прерывистое излучение имеет искусственную природу. Сейчас установлено, что причиной неравномерности излучения пульсаров является их быстрое вращение. Изменчивость излучения пульсаров можно представить в виде звуковых волн, а послушать получившуюся музыку пульсаров можно тут:

Формирование планет

В. Тепляшин. Гривна «Рождение планеты»

Все объекты в космическом пространстве находятся в непрестанном движении. Галактики вместе со всеми звездами в них вращаются вокруг черных дыр, планеты – вокруг звезд, спутники – вокруг планет. А если звезда появилась недавно и еще не обзавелась собственной планетарной системой, вокруг нее будут вращаться только газ и пыль. Иногда частицы сталкиваются и слипаются, постепенно формируя планетезимали – крупные комки грязи, на которые падают другие частицы. Когда планетезималь становится размером с Луну – это уже зародыш планеты, который притягивает к себе другие планетезимали, оказавшиеся поблизости. Так происходит формирование достаточно крупных тел – протопланет.

Н. Лапинус. Гарнитур «Терра»

Как только они становятся достаточно массивными, в них начинаются внутренние процессы – тепло от гравитационного разогрева и распада радиоактивных элементов разогревает внутренности протопланеты, приводя к плавлению ее вещества и формированию структуры ядра и окружающих его оболочек. Так появляются полноценные планеты с устоявшейся поверхностью и внутренней структурой. Более мелкие остатки протопланетного диска и планетезимали либо притягиваются к ним, либо выбрасываются гравитацией за пределы планетарный системы, оставляя в ней лишь планеты на стабильных орбитах.

Солнце

А. Шадковский. Брошь «Солнце»

Солнце – ближайшая к нам звезда. Несмотря на то, что она относится к типу «желтый карлик», маленьким Солнце может считаться лишь в сравнении с другими звездами. Для нас же Солнце – это огромный шар раскаленной плазмы, внутри которого идет постоянная термоядерная реакция. Изучая его, можно смоделировать процессы, происходящие в других звездах.

Л. Высоцкая, А. Машковский. Объект «Солнечная грануляция»

Поверхность Солнца не статична. Она будто постоянно кипит, выплескивая сгустки горячей плазмы, которая затем охлаждается и снова опускается внутрь Солнца. Из-за этого вся поверхность Солнца похожа на расчерченное непрямыми линиями поле, отдельные элементы которого называются гранулами.

Л. Кравченко, С. Егорова, А. Юрицын. Колье «Протуберанцы»

Иногда над поверхностью Солнца выбрасываются крупные образования – протуберанцы. Состоящие из более плотной и холодной, чем само Солнце, плазмы, они могут быть разной формы, быстро меняясь или оставаясь почти неподвижными, а их размер действительно поражает – длина протуберанца может быть в десятки раз больше диаметра Земли.

Л. Кравченко, С. Егорова, А. Юрицын. Колье «Солнечный ветер»

Каждую секунду около миллиона тонн солнечной плазмы истекает из солнечной короны, и поток заряженных частиц устремляется от нее во все направления, в том числе и к Земле. Это явление получило название «солнечный ветер», и именно из-за него наблюдаются такие явления, как магнитные бури, радиационные пояса Земли и северное сияние.

Н. Головацкий. Кулон «Северное сияние»

Когда заряженные частицы солнечного ветра достигают магнитного поля планеты, они начинают взаимодействовать с ее магнитосферой. Это приводит к дополнительной ионизации верхних слоев атмосферы, а избыточная энергия превращается во всполохи света. Они возникают тем чаще и ярче, чем ближе место наблюдения расположено к магнитному полюсу планеты. Но если вспышка на Солнце достаточно мощная, то северное сияние можно увидеть даже там, где его обычно не бывает – например, в Калининграде, как это случилось в 2015 году.

Луна

Т. Русинович. Кольца из серии «Луна над заливом»

Луна – единственный природный спутник Земли. Считается, что она появилась 4,5 миллиарда лет назад, когда Земля столкнулась с другой планетой. Осколки этой планеты, которая была примерно в два раза меньше нашей, сплавились друг с другом и с выбитым ими веществом самой Земли. Именно результат этого процесса мы и наблюдаем сегодня в ночном небе.

Ф. Красавцева. Кулон «Затмение»

С Луной связано наиболее наглядное небесное явление – солнечное затмение. Оно возникает, когда Луна находится на одной прямой с Солнцем и закрывает его. Солнечные затмения описаны во многих древних хрониках. Самое первое упоминание затмений – солнечного и лунного – относится к V в. до н.э. Долгое время люди видели в таких явлениях дурные знамения, но сейчас их описания в хрониках существенно облегчают историкам датировку различных событий. Ближайшее солнечное затмение, которое будет видно на территории России, произойдет 10 июня 2021 года.

Если Луна находится почти на одной прямой с Солнцем, но не закрывает его, то ее не видно – эту фазу мы называем новолунием.

«Падающие звезды»

Л. Кравченко, С. Егорова, А. Юрицын. Брошь «Звездопад»

Кто из нас не загадывал желание, глядя на падающую звезду? Конечно, несмотря на устоявшееся название, это вовсе не звезды, а метеоры или космический мусор, сгорающие в верхних слоях атмосферы. Наблюдать звездопад лучше всего в августе и ноябре-декабре, когда Земля проходит через метеорные потоки Персеиды и Леониды – большие скопления частиц, образовавшихся вследствие распада комет, сравнительно небольших и рыхлых небесных тел, состоящих из спрессованной пыли и замерзших газов.

В. Митянин, Э. Лис. Кольцо «Комета»

Кометы вращаются вокруг Солнца по очень вытянутым орбитам, большую часть времени проводя вдали от нашего светила. Лишь на несколько месяцев кометы приближаются к Солнцу, из-за чего часть их вещества испаряется, образуя «кому» – окружающее кометное ядро облако – и красивый «хвост». Наблюдать за кометами люди начали еще до нашей эры, но вот предсказывать их появление смогли только в XVIII веке, когда английский ученый Эдмунд Галлей подробно описал несколько десятков комет и составил их каталог. Одна из этих комет, наиболее яркая и сравнительно часто появляющаяся в окрестностях Солнца, была названа в честь ученого.

А. Адамски. Брошь и браслет из цикла «Небесные тела 2»

Кроме комет и метеоров, малые тела Солнечной системы представлены астероидами – более плотными, но менее крупными, чем кометы, каменными или металлическими глыбами, вращающимися вокруг Солнца в астероидных поясах, расположенных между орбитами Марса и Юпитера, а также за орбитой Нептуна. Небольшие астероиды, сорванные со стабильных орбит гравитационным воздействием других небесных тел, могут пересекать орбиты других планет и даже сталкиваться с ними. Астероиды, упавшие на поверхность Земли и других планет, называют метеоритами.

Обсерватории

О. Боброва. Кольцо «Обсерватория» (1)

Наблюдать за небесными объектами люди пытались еще с древних времен. Например, многие мегалитические постройки, включая и знаменитый Стоунхендж, служили для наблюдения за Солнцем.

О. Боброва. Кольцо «Обсерватория» (2)

Первая обсерватория в современном смысле этого слова появилась в III в. до н.э. в Александрии, а в XVII в.появились первые телескопы – точнее, «зрительные трубы» – что существенно облегчило наблюдение за тусклыми объектами ночного неба. К этому моменту в Европе уже было несколько обсерваторий, ведущих изучение космоса и космических явлений. В России первая обсерватория для наблюдения за звездным небом появилась в 1692 году неподалеку от Архангельска.

О. Боброва. Кольцо «Обсерватория» (3)

Современные обсерватории – огромные здания, зачастую расположенные на возвышенностях, например, Паранальская обсерватория в пустыне Атакама или Китт-Пикская обсерватория в Аризоне. Самый крупный телескоп в современной России, Большой телескоп азимутальный, или БТА, имеет главное зеркало диаметром шесть метров и установлен в специальной астрофизической обсерватории в Карачаево-Черкесии.

Поиск внеземных цивилизаций

Л. Серебрякова. Декоративная композиция «Инопланетяне»

В 1960 году доктор Фрэнк Дональд Дрейк, американский астроном и астрофизик, сформулировал уравнение для оценки количества внеземных цивилизаций. Согласно его вычислениям, в нашей Галактике должны быть несколько продвинутых цивилизаций, с которыми у людей есть шанс вступить в контакт. На основании уравнения Дрейка NASA начало программу финансирования поиска инопланетного разума.

В. Тепляшин. Кольцо «Нежданный гость (НЛО)»

Правда, за все последующие годы доказательств существования разумной жизни за пределами Земли так и не было найдено, что легло в основу парадокса Ферми, который сам Энрико Ферми, итальянский физик, выразил одной фразой: «Ну, и где они все?». Ведь если, согласно уравнению Дрейка, к текущему моменту времени в Галактике существуют несколько высокоразвитых цивилизаций, то почему мы не можем найти их следов?

А. Королев. Миниатюра «Солнечный пришелец» («Инопланетянин»)

Ответы на этот вопрос предлагаются самые разные, начиная с предположения, что мы все-таки одиноки во Вселенной, и заканчивая гипотезой о том, что инопланетяне сами наблюдают за нами, но намеренно блокируют наши наблюдения и не дают себя обнаружить. Так или иначе, летом 2020 года NASA вновь выдало грант на поиск техносигнатур – косвенных признаков разумной жизни на других планетах.

Освоение космоса

В. Митянин, С. Квашнин, Г. Горшков. Ларец с изображением герба СССР

12 апреля 1961 года ракета-носитель «Восток-1» впервые подняла в космос пилотируемый космический аппарат, который облетел Землю за 108 минут, сделав СССР первой «космической державой», а Юрия Гагарина – легендой.

С. Квашнин, Р. Бениславский. Часы «Эпоха»

Этот полет вдохновил многих писателей, поэтов, художников, и впоследствии изображение ракеты как символа одного из важнейших достижений Советского Союза не раз появлялось в различных произведениях, в том числе янтарных.

Космос в культуре

Ф. Красавцева. Кулон «Чужой»

Тема космоса, космических исследований и встречи с внеземным разумом всегда была невероятно популярна в искусстве – от первых космических мифов, произведений Жюля Верна и Герберта Уэллса и до современных блокбастеров, снятых при участии ведущих физиков и астрономов, где максимально достоверно смоделированы происходящие в космосе процессы.

Н. Лапинус. Гарнитур «Гравицапа»

Наука, всматриваясь в небо, познавала его все больше и больше, искусство вслед за ней делало космос все более близким. Активное освоение космоса породило юмористический взгляд на возможную встречу с представителями иных цивилизаций, художники-ювелиры переосмысливают тему космоса – и в 1995 году Наталья Лапинус создала гарнитур «Гравицапа», части которого зрительно напоминают летательный аппарат из советской трагикомедии «Кин-дза-дза!».

В. Папст. Ваза «Планета маленького принца»

Романтические представления о встрече с жителями других планет иллюстрирует работа Виталия Папста «Планета Маленького принца» (2008 год), отсылающая нас к известному произведению Антуана де Сент-Экзюпери.