65 ½ (не)детских вопросов о том, как устроено всё

Однако на Нептуне Солнечная система не заканчивается. За восьмой планетой находится множество других интересных объектов. В их числе Плутон, который раньше тоже считался планетой. Но Международный астрономический союз в 2006 году принял решение разжаловать Плутон и отнес его к классу карликовых планет, которых среди транснептуновых объектов на сегодняшний день обнаружено большое количество. При этом у многих из них наблюдается определенная согласованность в движении, что может указывать на возможное существование еще одной, девятой, планеты. По подсчетам ученых ее диаметр должен быть в два – четыре раза больше диаметра Земли, а масса превосходит земную в пять – десять раз, она должна вращаться вокруг Солнца по довольно сильно вытянутой орбите радиусом 40–80 миллиардов км и периодом около 15 тысяч лет. В настоящее время ведутся активные поиски этой гипотетической планеты. Возможно, в скором времени ее все-таки удастся обнаружить.

А на самой окраине Солнечной системы, по предположению многих астрономов, находится облако Оорта. Это сферическое облако, состоящее из небольших ледяных объектов. Именно оттуда, как полагают ученые, прилетают долгопериодические кометы, обращающиеся вокруг Солнца по сильно вытянутым эллиптическим траекториям. Формально к Солнечной системе можно отнести все тела, вращающиеся вокруг Солнца. Поэтому облако Оорта тоже можно считать ее частью. По разным оценкам расстояние от Солнца до самых дальних объектов облака Оорта составляет 7,5–15 триллионов километров или 0,8–1,6 световых года. Таковы размеры нашей Солнечной системы.

Вы, наверное, уже заметили, что километры не совсем подходят для измерения расстояний в космосе – уж слишком много приходится писать миллиардов и триллионов. Гораздо удобнее использовать другие единицы. Например, световой год – расстояние, которое свет проходит за 1 год, а точнее 9 460 730 472 580,8 км или примерно 9,5 триллиона км. Так, расстояние до ближайшей к нашему Солнцу звезды, Проксима Центавра, открытой в 1915 году, составляет 4,22 световых года или 40 триллионов км. Самый быстрый космический аппарат, когда-либо созданный человеком, солнечный зонд «Паркер» (англ. Parker Solar Probe) 27 сентября 2023 года установил рекорд скорости. Он составил 176,5 км/с. Если бы он с такой скоростью полетел к Проксиме Центавра, то на весь путь ему потребовалось бы более 7 тысяч лет! И это только до ближайшей звезды.

А звезд во Вселенной очень и очень много. Почти все они под действием гравитации собираются в звездные системы, называемые галактиками, и вращаются вокруг общего центра масс. В самом центре большинства галактик (и в нашей Галактике тоже) как правило, находится сверхмассивная черная дыра. Наша Галактика называется Млечный Путь. В ней насчитывается по разным оценкам от 100 до 400 миллиардов звезд, а диаметр диска составляет порядка 100 тысяч световых лет. Солнце вращается на расстоянии около 26 тысяч световых лет от центра Млечного Пути, а один оборот совершает за 240 млн лет.

До начала ХХ века считалось, что наша Галактика – это и есть вся Вселенная. Но развитие астрономических приборов для наблюдения за космосом привело к ошеломляющему открытию. Оказалось, что отдельные туманности на ночном небе представляют собой не формирующиеся планетные системы и не части Млечного Пути (как считалось ранее), а отдельные галактики, похожие на нашу.

Галактики тоже не ходят поодиночке, а объединяются опять же под действием гравитации в галактические группы (наша группа насчитывает 47 галактик), а эти группы собираются в скопления или кластеры. Млечный Путь входит в Сверхскопление Девы, состоящее из 100 галактических групп, в которых содержится около 30 тысяч галактик. Примерный размер нашего сверхскопления составляет 200 миллионов световых лет. И таких скоплений галактик во Вселенной огромное множество. По современным оценкам только в видимой части Вселенной насчитывается порядка 10 млн галактических кластеров, в которые входит около 500 миллиардов больших галактик, содержащих порядка 5*10²² (50 миллиардов триллионов) звезд.

Здесь мы использовали термин «видимая Вселенная». Но что он означает? Дело в том, что наша Вселенная существовала не вечно, она появилась в какой-то момент времени и начала расширяться. Поэтому с Земли мы можем наблюдать только объекты, расположенные от нас на расстояниях не больше 46 миллиардов световых лет. Это расстояние, которое свет проходит за время существования Вселенной (13,8 миллиарда лет) с учетом ее расширения. То есть сама Вселенная может быть еще больше. Просто свет от более далеких ее частей до нас еще не успел дойти, и мы не можем их наблюдать. Все, что нам доступно, это лишь сфера радиусом 46 миллиардов световых лет, содержащая те самые миллиарды триллионов звезд.

Вопрос 62. Сколько лет нашей Вселенной и как мы это узнали?