Gdzie zaczyna i gdzie kończy się wszechświat. Granice kosmosu. Astronomia ze Światem Głuchych #8

Granica pomiędzy państwami — każdy z nas wie, czym ona jest. Są postawione znaki, na drodze może być szlaban, napisy ostrzegawcze itd. Łatwo zorientować się, gdzie kończy się jedno państwo, a zaczyna drugie. A jak jest z granicą pomiędzy Ziemią a wszechświatem? W którym miejscu kończy się ziemska atmosfera, a zaczyna się kosmos? I czy wszechświat ma gdzieś swój koniec? A jeżeli tak, to gdzie? Odpowiedzi na te pytania znajdziesz w tym filmie.

Gdzie zaczyna się kosmos?

A więc zacznijmy od pierwszego: gdzie zaczyna się kosmos? Można by powiedzieć, że tam, gdzie kończy się atmosfera ziemska, a zaczyna próżnia. Jednak taka odpowiedź ma pewne problemy. Obserwacje prowadzone przez Europejską Agencję Kosmiczną i NASA w ramach misji SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), wykazały, że powietrze otaczające Ziemię sięga aż do 630 000 km, czyli dwukrotnie dalej, niż jest Księżyc! Możemy więc powiedzieć, że Księżyc znajduje się w atmosferze ziemskiej!

Oczywiście nie jest to taka atmosfera jak na Ziemi – nie możemy nim oddychać. Powietrze na Ziemi jest gęste, pozwala nam oddychać. Atmosfery na Księżycu jest bardzo mało – mówimy tu o pojedynczych atomach na metr sześcienny, ale atomy te należą do atmosfery ziemskiej.

Nie ma więc wyraźnej granicy pomiędzy Ziemią a wszechświatem. W takim razie, w którym miejscu zaczyna się kosmos?

Umowna granica pomiędzy Ziemią a kosmosem

Najczęściej przyjmuje się wysokość ok. 100 km nad poziomem morza. Dlaczego? Aby to wyjaśnić, musimy dowiedzieć się, jak działają… samoloty. Samolot, żeby latać, potrzebuje powietrza. Gęste powietrze powoduje, że skrzydła samolotu mogą „opierać się” na powietrzu, i unosić samolot. Czym wyżej, tym powietrze jest mniej gęste. Czy wtedy, gdy powietrze jest mniej gęste, samoloty mogą latać? Tak, tylko potrzebują mieć większą prędkość. Np. samoloty pasażerskie często latają na wysokości ok. 10 km, bo na tej wysokości mogą latać i bezpiecznie, i szybko, a jednocześnie zużywać najmniej paliwa. Jeszcze wyżej latają samoloty wojskowe, ale aby móc latać jeszcze wyżej, gdzie powietrze jest mniej gęste, muszą latać dużo szybciej niż zwykły samolot pasażerski. Więc czym wyżej, tym samolot musi latać szybciej. Zapamiętaj to o wysokości i prędkości samolotu.

Linia Kármána

A o co chodzi z tymi 100 km nad poziomem morza? Wysokość ok. 100 km jest swego rodzaju granicą. Powietrze na tej wysokości jest już bardzo rzadkie. Jeżeli jakiś samolot chciałby polecieć na takiej wysokości, to samolot musiałby osiągnąć bardzo dużą prędkość – większą, niż prędkość orbitalna, czyli prędkość, jaka jest potrzebna, aby obiekt wszedł na orbitę Ziemi. Jeżeli samolot przekroczy wysokość ok. 100 km n.p.m., to osiągnie prędkość pozwalającą wejść na orbitę Ziemi. Ciekawostka: wysokość tę – umowną granicę pomiędzy Ziemią a kosmosem – nazywamy Linią Kármána. Ale nie wszyscy to uznają. Armia USA za granicę pomiędzy Ziemią a kosmosem przyjmuje wysokość ok. 80 km.

Czy to ważne, czy początek kosmosu to 80, czy 100 km? Dla nauki nie, to nie ma znaczenia. Bardziej chodzi o wyróżnienie, na jaką wysokość trzeba się wznieść, żeby móc powiedzieć, że ktoś był w kosmosie. Np. niektórzy piloci wojskowi latali na wysokości 80 km. Czy to znaczy, że byli w kosmosie, czy nie? Właśnie teraz od 2021 roku, obserwujemy początek tzw turystyki kosmicznej. Z odcinka o Turystyce kosmicznej dowiedzieliśmy się, że 11 lipca 2021… Zobaczmy fragment tego filmu:

Na przykład: (11 lipca 2021) na wysokość 86 km wzbił się samolot rakietowy SpaceShipTwo firmy Virgin Galactic należącej do Richarda Bransona. 11 lipca 2021 odbył się udany lot na wysokość 86 km. Czy na wysokości 86 km jest już kosmos?

O właśnie! Czy pasażerowie tego pojazdu byli w kosmosie, czy nie? Jak myślisz?

Gdzie kończy się wszechświat?

Kolejna sprawa: czy wszechświat ma granicę? A jeśli tak, to gdzie? Mówiąc wprost: tego NIE WIEMY. Naukowcy, mówiąc o wszechświecie, używają określenia „obserwowalny wszechświat”. O co chodzi?

Obserwowalny wszechświat

Obserwowalny wszechświat to ten, który jesteśmy wstanie zobaczyć. Naukowcy wyliczyli, że wszechświat, który możemy zobaczyć, ma ok. 13,8 mld lat świetlnych. Dlaczego? Najdalsze obiekty, które możemy zobaczyć, to te, których światło zdążyło do nas już dotrzeć, i oddalone są od nas o ok. 13 mld lat świetlnych. A czym jest rok świetlny? Ile to kilometrów? Wyjaśnia to ten film. Obserwowalny wszechświat możemy więc wyobrazić sobie jako okrąg, o promieniu ponad 13 mld lat świetlnych. I tylko ten fragment wszechświata możemy widzieć. A dalej? Światło obiektów, które są jeszcze dalej, do nas jeszcze nie dotarło.

Kosmos wciąż się powiększa!

Skoro najdalsze obiekty we wszechświecie, które możemy zobaczyć, są w odległości ponad 13 mld lat świetlnych, to czy to znaczy, że OBECNIE znajdują się one w odległości ponad 13 mld lat świetlnych od Ziemi? Nie! Wszechświat cały czas się rozszerza, powiększa. Porównać go można do nadmuchiwanego balonu. (Zobacz film, od 10:39). Widzisz punkty, które są w odległości 2-3 cm od siebie. Te 2-3 cm możemy porównać to obiektów odległych od nas o 13 mld lat. Kosmos cały czas się rozszerza, podobnie jak nadmuchiwany balon. Odległości pomiędzy puntami powiększyły się, podobnie jak odległości we wszechświecie. I znów większe. I ponownie odległości się powiększyły. I podobnie jest z wszechświatem. Stale się powiększa, rozszerza.

Gdy widzimy światło obiektu sprzed 13 mld lat świetlnych, to w rzeczywistości tego obiektu już tam nie ma, ponieważ kosmos cały czas się rozszerza. Naukowcy wyliczyli, że to, co widzimy w odległości 13 mld lat świetlnych, w rzeczywistości może teraz znajdować się w odległości aż 46 mld lat świetlnych. Dużo!!!

Wszechświat w liczbach

Obserwowalny wszechświat jest więc kulą, sferą, o promieniu ponad 13 mld lat świetlnych, bo tyle możemy zobaczyć, a w rzeczywistości, obecnie ta poszerzająca się kula ma promień ok. 46 mld lat świetlnych. A pamiętamy, że jeden rok świetlny to ok. 9 i pół biliona kilometrów! Tylko jeden rok! To 46 miliardów lat świetlnych, to ile to kilometrów!? Wszechświat naprawdę jest olbrzymi! Naukowcy szacują, że w obserwowalnym wszechświecie znajduje się 180 000 000 000 galaktyk! Wow!!!

Kosmos, którego nie widzimy

A co jest dalej? Co jest tam, gdzie już nic nie widzimy? Prawdopodobnie to samo, co w „naszym” wszechświecie. A więc też galaktyki, też mgławice, też gwiazdy, też planety. Tylko że nie możemy ich zobaczyć. I co ciekawe, nie widzimy ich nie dlatego, że mamy za słabą technikę lub brakuje nam pieniędzy, tylko dlatego, że światło tych obiektów nie dotarło jeszcze do Ziemi. A więc jest to kwestia praw fizyki.

A więc: gdzie kończy się wszechświat?

TEGO NIE WIEMY! Nie wiemy, jak daleko ciągnie się wszechświat, którego nie widzimy. I być może nigdy się tego nie dowiemy. Dodatkowo naukowcy uważają, że gdy wszystko się zaczęło, w wielkim wybuchu, olbrzymie ilości materii oddaliły, „uciekły” tak szybko i tak daleko, że światło z galaktyk, które z nich powstały, NIGDY nie dotrze do Ziemi. Są też naukowcy, którzy uważają, że podobnie jak nasza galaktyka jest jedną z wielu galaktyk, to też nasz wszechświat jest tylko jednym z wielu wszechświatów. Oczywiście nie ma w tej chwili żadnych dowodów na potwierdzenie takich pomysłów.

Widzimy więc, że w komosie jest jeszcze wiele, wiele, wiele spraw do odkrycia, zrozumienia i udowodnienia. I może dzięki temu właśnie kosmos jest tak fascynujący? 🙂 Dziękujemy, że obejrzałeś ten odcinek. Jeżeli ci się spodobał, napisz nam o tym w komentarzu pod filmem i pokaż film znajomym. Może właśnie dzięki temu więcej osób pokocha wszechświat? 🙂