นักเรียนทุกคนรู้ว่ามีดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ กาแล็กซี ซึ่งประกอบกับกฎทางกายภาพและค่าคงที่ก่อตัวเป็นจักรวาล หนึ่งในคำถามที่น่าสนใจคืออวกาศระหว่างกาแล็กซี่คืออะไร มันแสดงถึงอะไร เสนอให้พิจารณาโดยละเอียด
แนวคิดทั่วไปเกี่ยวกับจักรวาลที่สังเกตได้
ก่อนที่จะพิจารณาเรื่องอวกาศในอวกาศ จำเป็นต้องทำความคุ้นเคยกับจักรวาลของเราก่อน
ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น จักรวาลคือชุดของกฎฟิสิกส์ พิกัดกาลอวกาศ ค่าคงที่ทางกายภาพต่างๆ และสสาร
ขณะนี้ได้รับการจัดตั้งขึ้นแล้วว่ากฎทางกายภาพที่มนุษย์รู้จักเป็นความจริงในทุกมุมของจักรวาลที่สังเกตได้ และยังไม่พบสถานที่ใดในอวกาศที่จะละเมิดกฎหมายเหล่านี้
จัดไปแบบพิเศษในจักรวาล คือ ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงดาวของพวกมัน ดวงดาวจะรวมกันเป็นกระจุกที่ตั้งชื่อตามกาแล็กซี ในทางกลับกัน กาแล็กซีรวมตัวกันเป็นกลุ่มของกาแลคซีในท้องถิ่นและกลายเป็นซุปเปอร์คลัสเตอร์ และกระจัดกระจายไปทั่วทั้งจักรวาลแล้ว พวกมันก็เป็นอิสระจากกัน
สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าแรงหลักที่กระทำในระดับจักรวาลคือแรงโน้มถ่วง ต้องขอบคุณกองกำลังเหล่านี้ โลกของเราจึงหมุนรอบดวงอาทิตย์ ซึ่งในทางกลับกันก็หมุนรอบศูนย์กลางของกาแล็กซีก้นหอยของเรา ทางช้างเผือก
กาแล็กซีในจักรวาล
ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว สสารที่สังเกตได้ทั้งหมดในจักรวาลนั้นกระจุกตัวอยู่ในดาราจักร คำนี้เข้าใจว่าเป็นกระจุกดาวยักษ์ที่เชื่อมต่อกันด้วยแรงโน้มถ่วงและมีรูปร่างเชิงพื้นที่ ตัวอย่างเช่น มีดาราจักรวงรี วงรี ดาราจักร แม่และเด็ก และรูปร่างผิดปกติ ดาราจักรอาจมีขนาดเล็ก (107 ดาว) และใหญ่ (1014 ดาว) ตัวอย่างเช่น สามารถสังเกตได้ว่ากาแล็กซี่ของเรามีประมาณ 1011 stars
กาแล็กซีรวมกันเป็นกระจุกซึ่งมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันด้วยแรงโน้มถ่วงเดียวกัน superclusters ต่างๆ ของพวกมันเคลื่อนออกจากกัน แต่ภายในกระจุกพวกมันสามารถเคลื่อนที่เข้าหากันได้ ดังนั้น ดาราจักร Andromeda Nebula จึงเคลื่อนที่เข้าหาเราด้วยความเร็ว 300 กม. / วินาที ดังนั้นในอนาคตทั้งคู่จะรวมกันเป็นกระจุกใหญ่กลุ่มเดียว
อวกาศอวกาศ
ใต้คำนี้หมายถึงกาแล็กซีที่แยกอวกาศ ในเวลาเดียวกัน กาแล็กซีเองก็สามารถอยู่ใกล้กันได้ เช่น ทางช้างเผือกของเราและเนบิวลาแอนโดรเมดา หรืออยู่ไกลจากพาร์เซกนับล้านและหลายร้อยล้านพาร์เซก
ตามคำจำกัดความที่ได้รับ เราสามารถสรุปได้ว่าช่องว่างระหว่างกาแล็กซีเป็นส่วนที่ว่างที่สุดของจักรวาล ซึ่งครอบครองปริมาตรที่ใหญ่ที่สุด เนื่องจากขนาดของมันอยู่ที่ประมาณหลายร้อยและหลายแสนพาร์เซก และ ระยะห่างระหว่างกันมีหน่วยวัดเป็นล้านและพันล้านพาร์เซก จำได้ว่าพาร์เซกเป็นหน่วยวัดระยะทางในอวกาศ ซึ่งประมาณเท่ากับระยะทางที่แสงเดินทางในอวกาศว่างรอบโลก 3.2 ปีโดยประมาณ
อะไรอยู่ในช่องว่างระหว่างกาแล็กซี่
หากคุณตอบคำถามนี้ว่าไม่มีกาแล็กซีใดๆ เลย คำตอบนั้นจะใกล้เคียงกับความจริงมากที่สุด ตามการประมาณการสมัยใหม่ ความหนาแน่นเฉลี่ยของสสารในจักรวาลคือหนึ่งอะตอมของไฮโดรเจนต่อ 1 เมตร3 ของอวกาศ อย่างไรก็ตาม ตัวเลขนี้ไม่ได้มีความหมายอะไรหากเราคำนึงถึงการกระจายตัวของสสารที่ไม่สม่ำเสมอในจักรวาล
พูดตรงๆ อวกาศไม่ได้ว่างเลย ประกอบด้วยอนุภาคมูลฐานที่มีประจุ (โปรตอน อิเล็กตรอน) นอกจากนี้ ช่องว่างระหว่างกาแลคซี่ยังเต็มไปด้วยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มาจากดาวฤกษ์ ด้วยเหตุนี้ เราจึงสามารถเห็นกาแลคซี่ไกลจากเรามากที่สุด อุณหภูมิของพื้นที่ที่เป็นปัญหาอยู่ที่ประมาณ 2.73 K.
อิงจากจากข้อมูลข้างต้น ทุกคนสามารถตอบคำถามได้ว่ามีดาวอยู่ในอวกาศหรือไม่ แน่นอนว่าไม่มี
อวกาศในจักรวาลกำลังขยายตัว
ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น ดาราจักรที่อยู่ห่างกันมากกำลังเคลื่อนตัวห่างออกไป อัตราของกระบวนการนี้สามารถคำนวณได้โดยใช้กฎหมายฮับเบิลที่เรียกว่า การทดลองยืนยันการขยายตัวของจักรวาลถูกค้นพบเมื่อปลายศตวรรษที่ 20 ต้องขอบคุณการศึกษาการเปลี่ยนแปลงสีแดงของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าของดาราจักรที่อยู่ห่างไกล
สิ่งที่น่าสนใจที่สุดคือตามกฎของฮับเบิล ยิ่งดาราจักรอยู่ห่างจากกันมากเท่าไหร่ กาแล็กซียิ่งแยกจากกันเร็วขึ้นเท่านั้น ซึ่งหมายความว่ามีบางส่วนที่เคลื่อนที่ออกจากกันเร็วกว่าความเร็วแสง! ความจริงข้อนี้ไม่มีการละเมิดทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ เนื่องจากไม่ใช่ดาราจักรเองที่เคลื่อนที่เร็วกว่าความเร็วแสง แต่อวกาศเองก็ขยายตัวด้วยความเร็วมหาศาล
อนาคตของจักรวาล
ในขณะที่จักรวาลกำลังขยายตัวและอวกาศในอวกาศก็เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ตามสมมติฐานที่ได้รับความนิยมสูงสุดในปัจจุบัน จักรวาลของเราจะหยุดแข็งและจมดิ่งสู่ความมืดชั่วนิรันดร์ เนื่องจากสสารในนั้นทั้งหมดจะกระจัดกระจายไปโดยสิ้นเชิง จะแสดงในรูปของอะตอมและอนุภาคย่อย