Всесвіту приблизно 13,8 млрд років, світло за одну секунду долає майже 300 тис. км, а зоря з масою більшою за Сонце може після загибелі стиснутися до об’єкта розміром із місто. Саме такі масштаби стоять за цікавими фактами про космос, які часто звучать фантастично, хоча випливають зі спостережень телескопів і законів фізики. За актуальним описом NASA, сучасна космологія відносить початок розширення Всесвіту приблизно на 13,8 млрд років у минуле.
Деякі крайнощі розташовані відносно близько до Землі. Юпітер має середній радіус 69 911 км, у центрі Чумацького Шляху міститься чорна діра масою близько чотирьох мільйонів Сонць, а найшвидші відомі пульсари роблять сотні обертів за секунду. На MIGnews також описували зближення астероїда 1997 NC1 із Землею та космічні дослідження в матеріалі про місію NASA Artemis II.
Масштаби Всесвіту, які складно уявити
Перший факт стосується віку: Всесвіту близько 13,8 млрд років. Земля та вся Сонячна система значно молодші, їхній вік становить приблизно 4,6 млрд років. Другий факт пов’язаний зі швидкістю світла у вакуумі. Її точне значення дорівнює 299 792 458 м/с, а отже, за рік світло проходить близько 9,46 трлн км.
Навіть промінь світла від Сонця до Землі летить приблизно вісім хвилин.
Третій факт випливає з цього масштабу: спостереження далеких об’єктів фактично означає спостереження минулого. Якщо галактика перебуває за мільйон світлових років, її світло показує стан галактики мільйон років тому. Четвертий факт стосується кількості інших світів. У каталозі NASA вже понад 6000 підтверджених екзопланет, і список продовжує поповнюватися.
Саме тому факти про космос постійно уточнюються: нові телескопи не змінюють фізичні закони, але знаходять дедалі більше об’єктів, до яких ці закони можна застосувати.
Чорні діри не працюють як космічні пилососи
Серед цікавих фактів про чорні діри один із головних пов’язаний із горизонтом подій. Це не тверда поверхня, а межа простору, після перетину якої для виходу назовні знадобилася б швидкість, вища за швидкість світла. Саме тому сигнал з-під горизонту подій не може дістатися зовнішнього спостерігача. Детальний опис будови таких об’єктів публікує NASA Science у матеріалах про чорні діри.
Чорна діра не «всмоктує» все навколо автоматично. На достатній відстані тіло може стабільно рухатися її орбітою так само, як об’єкти рухаються навколо інших масивних тіл.
Ще один факт стосується часу. Сильне гравітаційне поле змінює його перебіг: для далекого спостерігача годинник біля чорної діри йшов би повільніше. У моделюванні NASA різниця поблизу надмасивної чорної діри може стати настільки значною, що мандрівник після повернення буде молодшим за того, хто залишався далеко від сильного гравітаційного поля.
У центрі нашої галактики розташована Sagittarius A*. Її маса приблизно в чотири мільйони разів перевищує масу Сонця. Водночас це далеко не верхня межа: NASA наводить для центральної чорної діри галактики Holmberg 15A оцінку щонайменше 40 млрд сонячних мас.
Різниця між Sagittarius A і наймасивнішими відомими чорними дірами вимірюється тисячами разів.*
Нейтронні зорі стискають масу Сонця до розміру міста
Нейтронна зоря утворюється після колапсу ядра масивної зорі, якщо залишок не перетворюється на чорну діру. NASA описує такі об’єкти як зоряні залишки, що вміщують масу, більшу за сонячну, у кулі розміром приблизно з велике місто. Для зір початкової маси близько 8–20 сонячних мас нейтронна зоря є одним із типових результатів еволюції після вибуху наднової.
У нейтронній зорі звичайна для Землі атомна структура речовини вже не описує більшу частину внутрішнього об’єму: матерія перебуває під тиском, недосяжним у земних умовах.
Деякі нейтронні зорі стають пульсарами. Їхнє сильне магнітне поле формує вузькі пучки випромінювання, а обертання зорі змушує ці пучки періодично проходити через напрямок на Землю. Ефект нагадує світло маяка. Найшвидший відомий пульсар, який NASA наводить у матеріалах місії Fermi, обертається 716 разів за секунду.
За одну секунду такий пульсар встигає зробити більше обертів, ніж секундна стрілка годинника за 12 хвилин.
Не менш незвичні зіткнення двох нейтронних зір. Подія GW170817 у 2017 році дала змогу зафіксувати гравітаційні хвилі та електромагнітне випромінювання від одного джерела. Під час таких злиттів відбувається швидке захоплення нейтронів, яке створює частину важких елементів, зокрема золото і платину.
Найбільші планети та межа між планетою і зорею
Серед усіх планет Сонячної системи найбільшою залишається Юпітер. Його середній радіус становить 69 911 км, приблизно в 11 разів більше земного, а маса дорівнює близько 1,898 × 10²⁷ кг. Ще одна особливість Юпітера: доба на ньому триває лише близько 9,9 години, це найкоротший день серед восьми планет. Офіційні параметри наведені у довідці NASA про Юпітер та базі JPL.
Пошуковий запит найбільша планета у Всесвіті не має такої самої однозначної відповіді. Причин щонайменше три:
- астрономи знають лише частину планет, які існують у Всесвіті;
- «найбільша» може означати найбільший радіус або найбільшу масу;
- на великих масах виникає проблема межі між планетою та коричневим карликом.
Одним із великих підтверджених газових гігантів є HAT-P-67 b. У каталозі NASA її радіус оцінюється у 2,14 радіуса Юпітера, хоча маса становить лише близько половини юпітеріанської. Це приклад «роздутої» планети: великий радіус не означає пропорційно велику масу.
| Об’єкт | Тип | Розмір або маса | Особливість |
|---|---|---|---|
| Юпітер | газовий гігант | радіус 69 911 км | найбільша планета Сонячної системи |
| HAT-P-67 b | екзопланета | 2,14 радіуса Юпітера | надзвичайно великий радіус при невеликій масі |
| WASP-17 b | екзопланета | 1,87 радіуса Юпітера | дуже «роздутий» гарячий газовий гігант |
| Коричневі карлики | субзоряні об’єкти | приблизно 13–80 мас Юпітера | масивніші за типові планети, але не повноцінні зорі |
Межа біля 13 мас Юпітера використовується як практичний орієнтир, а не як універсальний закон класифікації. NASA описує коричневі карлики переважно в діапазоні приблизно від 13 до 80 мас Юпітера.
25 фактів про космос коротко
- Всесвіту приблизно 13,8 млрд років.
- Сонячній системі близько 4,6 млрд років.
- Швидкість світла у вакуумі точно дорівнює 299 792 458 м/с.
- Один світловий рік становить близько 9,46 трлн км.
- Світло від Сонця до Землі йде приблизно вісім хвилин.
- NASA вже обліковує понад 6000 підтверджених екзопланет.
- Горизонт подій чорної діри є межею, а не твердою поверхнею.
- Навіть світло не може вийти з-під горизонту подій.
- Чорні діри не поглинають автоматично всі об’єкти навколо себе.
- Час у сильному гравітаційному полі поблизу чорної діри йде повільніше відносно далекого спостерігача.
- Sagittarius A* має масу близько чотирьох мільйонів Сонць.
- Чорна діра в Holmberg 15A оцінюється щонайменше у 40 млрд сонячних мас.
- Нейтронна зоря може мати масу більшу за сонячну при розмірі приблизно з місто.
- Пульсар є різновидом нейтронної зорі.
- Найшвидший відомий пульсар обертається 716 разів за секунду.
- Злиття нейтронних зір створюють гравітаційні хвилі.
- Такі зіткнення є одним із джерел золота, платини та інших важких елементів.
- Юпітер є найбільшою планетою Сонячної системи.
- Його середній радіус становить 69 911 км.
- Юпітеріанська доба триває лише близько 9,9 години.
- HAT-P-67 b має радіус приблизно 2,14 радіуса Юпітера.
- WASP-17 b має радіус приблизно 1,87 радіуса Юпітера, а Webb виявив у її хмарах нанокристали кварцу.
- Kepler-16 b рухається навколо одразу двох зір, а її рік триває приблизно 229 земних діб.
- K2-141 b робить повний оберт навколо своєї зорі приблизно за 0,3 земної доби.
- Коричневі карлики зазвичай мають приблизно 13–80 мас Юпітера і займають проміжне положення між планетами та повноцінними зорями.
FAQ про космос
Скільки років Всесвіту?
Сучасна оцінка становить приблизно 13,8 млрд років. Її отримують із космологічних спостережень, зокрема параметрів розширення Всесвіту та властивостей раннього космосу.
Яка найбільша планета Сонячної системи?
Юпітер. Його середній радіус становить 69 911 км, тобто він приблизно в 11 разів ширший за Землю, а маса перевищує земну приблизно у 318 разів.
Яка найбільша планета у Всесвіті?
Абсолютного рекордсмена назвати неможливо, оскільки відома лише частина екзопланет. Серед дуже великих підтверджених світів є HAT-P-67 b з радіусом близько 2,14 радіуса Юпітера, але коректніше називати її однією з найбільших відомих за радіусом, а не найбільшою у Всесвіті.
Що станеться з об’єктом біля чорної діри?
При наближенні різниця гравітаційного притягання між ближньою і дальньою частинами об’єкта зростає. Виникають сильні припливні сили, здатні розтягувати матерію, а після перетину горизонту подій повернення назовні відповідно до загальної теорії відносності вже неможливе.
Наскільки важка нейтронна зоря?
Типова цікава інформація про Всесвіт тут зводиться до різкого контрасту між масою і розміром: нейтронні зорі можуть містити більше маси, ніж Сонце, у сфері завширшки лише кілька десятків кілометрів. Саме така компактність робить їх одними з найщільніших об’єктів, які астрономи можуть досліджувати безпосередньо.
