От человека до Вселенной

Никакие цифры, никакие величины не могут дать возможность человеку даже представить, какая она — Вселенная. Когда мы говорим о световых годах, о парсеках, о скорости света, о галактиках и о Вселенной, в какой-то момент это становится просто словами, которые трудно воспринять и почувствовать.

Я хочу попробовать по шагам, постепенно, на каких-то понятных примерах представить все эти непостижимые величины. Хочу предупредить любителей пересчитать всё на калькуляторе: цифры приблизительные; если кто-то посчитает точнее, с радостью исправлю свои вычисления.

А начнём мы с человека на нашей любимой планете.

Земля

Давайте представим, что мы вышли на берег моря в хорошую погоду и осмотрелись. Где-то далеко справа и слева мы видим продолжение берега, мысы и заливы. А впереди — море, которое граничит с небом. Если присмотреться, то где-то на горизонте мы увидим корабль, плывущий по морю. А как далеко он от нас?

Если поставить палочку высотой 2 метра (так и быть, влезем на небольшой камень) на идеальный шар, диаметром с нашу землю и проведём касательную от конца палочки к шарику. Так вот длина этой касательной будет 5 км. Таким образом, мы, стоя на Земле, видим круг с радиусом целых 5 км. Это много! Целый час нужно идти, чтобы дойти до того места, которое видели. Но по сравнению с Землёй — это очень мало.

Есть такие большие гимнастические мячи. Его диаметр примерно 70 см. Мы будем использовать его для представления. Так вот если представить, что этот мяч — наша Земля, то нам надо нарисовать на этом мяче круг, который мы видим стоя на Земле. Мы едва касаемся фломастером нашего большого мяча, оставляя на нём точку диаметром 1 мм. Вот это и есть то, что мы увидим вокруг себя. Впечатляет?

А теперь давайте возьмём футбольный мяч и отойдём от нашего большого гимнастического мяча на 22 метра. Это примерно расстояние между подъездами 9-этажного панельного дома. И это будет Луна.

Солнце

А теперь давайте представлять, что же такое Солнце. Теперь оно воплотится в наш большой гимнастический мяч. Оставим его и отойдём на 75 метров. Это чуть больше ширины футбольного поля или как длина 3-подъёздного панельного дома. А теперь достанем из кармана витаминное драже, диаметром примерно 6 мм. Это и будет наша Земля. Никакие точки уже тут ставить не получится.

Вон тот большой мяч на другом конце дома — это Солнце, вокруг которого летает маленький камушек-драже — Земля.

А теперь давайте развернёмся и пойдём ещё дальше. Отойдём от нашего большого гимнастического мяча на 2,2 км. Это примерно 25 минут ходьбы спокойным шагом. Остановимся и оглянёмся. Увидим мы наш мяч? Наверное нет. Но если ночью и если он будет гореть, то мы, конечно, увидим очень яркий фонарь. А если днём? То в бинокль обязательно. А что мы здесь сейчас делаем? А именно здесь примерно заканчивается наша Солнечная система. Именно здесь летает шарик, около 12 мм в диаметре, который называется «Нептун». Но он нам совсем не интересен. Нам сейчас главное понять: гимнастический мяч диаметром 70 см — это Солнце; на расстоянии 75 м драже витаминки — это Земля; а на расстоянии 2,2 км от мяча заканчивается Солнечная система.

А теперь давайте представим двух бабушек, которые, беседуя, прогуливаются по двору нашего 3-подъездного дома. Они идут настолько медленно (со скоростью примерно чуть больше 1 км/ч), что всю длину дома (наши 75 метров от Солнца до Земли) пройдут за 4 минуты. И это — скорость света. Эти бабушки — свет, который летит от Солнца до Земли. А теперь представьте, сколько времени он будет лететь до Нептуна (сколько бабушкам потребуется времени, чтобы таким шагом пройти 2 км)? Около 2 часов!

Наше Солнце — это звезда. Одна из множества тех, что мы видим на ночном небе. Стоит сказать, что ещё больше звёзд мы даже не видим — так далеко от нас они находятся. Но я хочу сейчас поговорить о многообразии звёзд.

Итак, в нашем масштабе мы решили, что Солнце — это мячик, размером 70 см. Земля находится от него на расстоянии 75 метров, Нептун — 2,2 км. Солнце — это средняя жёлтая звезда. А вот «белый карлик» был бы размером с нашу Землю (около 5 мм). За то «красный гигант» достал бы до орбиты Земли, т.е. это был бы шар диаметром примерно 140 м. Вот такие бывают разные звёзды — от 5 мм до 140 м. И наше Солнышко в 70 см — это такой средний или ниже среднего размерчик.

Млечный путь

Вокруг солнца также есть и другие звёзды. Давайте, для начала определимся с расстояниями между ними. А для этого уменьшим наш предыдущий пример в 10 раз. Теперь Солнце будет размером в 7 см, на расстоянии 7,5 метров от него будет находиться пол-миллиметровая песчинка — Земля, а через 225 м от него закончится Солнечная система. Так вот ближайшая к Солнцу звезда будет находиться на расстоянии 2 тыс. км! Это как от Москвы до Амстердама, или от Сакнт-Петербурга до Абхазии. Свет от этой звезды до нас летит 4,3 года. Представьте себе: 7-сантиметровый шарик в пустоте. И ближайший такой лишь в Амстердаме. А остальные — ещё дальше. И это называется «звёздная система», т.е. это не просто так звёзды независимо друг от друга разлетелись. Они взаимодействуют друг с другом, влияют друг на друга и подчиняются одному гравитационному порядку. И эта система называется «галактика».

Наша галактика носит название «Млечный путь». Она имеет диаметр 100 тыс. световых лет, т.е. от одного её конца до другого свет летел бы 100 тыс. лет. Галактика содержит примерно 300 миллиардов звёзд. Эти цифры трудно представить. Но давайте попробуем.

Давайте сначала представим, что такое 300 миллиардов. Столько песчинок примерно в 10 самосвалах песка! Если бы мы каждую песчинку представили как звезду, то у нас бы не хватило мыслимого места для их размещения. Поэтому мы уменьшим звезду до размера маленькой частички сажи.

Сажа — это дым, который поднимается от огня свечи, например. Если подставить стёклышко, то оно закоптиться. Частички сажи настолько малы, что если бы можно было их соединить вместе, то в 1 мм будет 500 тыс. частичек. И вот давайте возьмём 70 грамм сажи. Теперь нам надо эти частички распределить на какой-то площади. А вот площадь, которую мы выберем для распределения, придётся взять не маленькую. Думаю, нам подошла бы площадь… Москвы в рамках МКАД! Ни чуть не меньше. При чём, это не значит, что сажу мы рассыпем на земле. Нет, она должна будет как-то летать в воздухе не выше 30 м от земли.
Это действительно трудно представить. Но разве легче представить два теннисных мячика на расстоянии 2000 км? В нашем примере на квадратном метре Москвы будет располагаться всего 120 микроскопических частичек сажи, размер которых равен примерно 10 нм (десять миллиардных долей метра). Мы бы глазом этого не заметили, ибо сейчас в городском воздухе частичек пыли больше, чем количество, о котором мы говорим.

Но это всё равно как-то не очень наглядно. Всё потому, что галактика — это самое немыслимое по размеру и количеству звёзд образование во Вселенной.

Скопления галактик

Как я уже говорил, галактика — это звёздная система. Звёзды в ней располагаются по внутренним правилам, двигаются согласно им. Вокруг галактики находится т.н. межгалактическое пространство. И на каком-то расстоянии можно встретить другую такую же галактику. Давайте определим это расстояние.

Сначала нам нужно уменьшить нашу галактику с размеров Москвы до размеров маленького чайного блюдца. Тогда ближайшая к нам галактика — «Туманность Андромеды» — будет находиться на расстоянии 2,5 м. Но размер её будет раза в 3 больше — как большое блюдо.

А вокруг ещё и ещё. Галактики объединяются в скопления (по территориальной близости). И вот одно из таких формирований, в которые входит и наша галактика, называется «Ланиакея». Её размер (если наша галактика — чайное блюдце) — 500 м. Ланиакея содержит около 100 тыс. таких блюдец и других форм галактик.

Но это не последняя структура. Наша Ланиакея является одной из 60 групп, входящих в состав т.н. Комплекса сверхскоплений Рыб-Кита. Но размер этого комплекса сейчас трудно оценить.