Чем отличается космос от Вселенной простое объяснение

Ключевое различие — космос против Вселенной

Космос или космическое пространство — это пустота, которая существует между небесными телами, включая Землю. Это вакуум, состоящий из частиц с низкой плотностью, в основном из плазмы водорода и гелия. Сюда же входят магнитные поля, электромагнитное излучение, нейтрино, пыль и космические лучи. Если вы когда-нибудь задумывались, что именно окружает Землю за пределами атмосферы — вот ответ.

Вселенную можно определить как всё, что существует. Она состоит из всех видов физической материи и энергии, солнечных систем, планет, галактик и всего содержимого космоса. Это более широкое понятие, охватывающее всё, что находится в пространстве и времени, включая сам космос, а также все физические законы и процессы. Проще говоря, космос — это комната, а Вселенная — это весь дом вместе с комнатами, мебелью, воздухом и законами физики, которые там работают.

Что такое космос?

Космическое пространство существует за пределами Земли и её атмосферы, а также между небесными телами. Это частичный вакуум: его области определяются различными магнитными полями и ‘ветрами’, которые преобладают внутри них и простираются до точки, в которой эти поля уступают место тем, что находятся за их пределами. Давайте пройдемся по этим областям — от ближнего космоса до самых дальних окраин.

Околоземное пространство

Область космического пространства вблизи Земли называется околоземным пространством или околоземной орбитой. Оно охватывает различные орбиты, на которых находятся искусственные спутники, космические станции и другие космические аппараты. Если вы смотрите на звезды из города, вы смотрите сквозь эту область.

Околоземное пространство делится на несколько типов орбит: низкая околоземная орбита (от 160 до 2 000 км), средняя околоземная орбита (от 2 000 до 35 786 км) и геостационарная орбита (35 786 км). На высоте 100 км находится линия Кармана — международная граница между атмосферой и космосом. Если вы когда-нибудь захотите юридически побывать в космосе, вам нужно подняться хотя бы на 100 км.

Межпланетное пространство

Эта среда состоит из массы и энергии, которая заполняет Солнечную систему и через которую движутся все крупные тела: планеты, карликовые планеты, астероиды и кометы. До 1950 года межпланетное пространство считалось либо пустым вакуумом, либо состоящим из ‘эфира’ — гипотетической всепроникающей среды, колебания которой проявляют себя как электромагнитные волны. Представьте, что всего 70 лет назад ученые всерьез обсуждали ‘эфир’ — какую-то космическую субстанцию, которую никто не видел.

На самом деле в межпланетном пространстве есть межпланетная пыль, космические лучи и горячая плазма солнечного ветра. Температура межпланетной среды изменчива. Для частиц пыли в поясе астероидов температуры колеблются от −73 °C до −108 °C. Там, где астероиды, там и холод.

То, как межпланетная среда взаимодействует с небесными телами, зависит от того, есть ли у них магнитные поля или нет. Например, у Луны нет магнитного поля, и солнечный ветер бьет прямо по её поверхности. Планеты с собственным магнитным полем, такие, как Земля и Юпитер, окружены магнитосферой — их магнитное поле доминирует над солнечным. Магнитосфера защищает планету от потоков заряженных частиц солнечного ветра. Без этого щита жизнь на Земле была бы невозможна — радиация просто сожгла бы всё.

Межзвездное пространство

Ученые определяют начало межзвездного пространства как место, где постоянный поток вещества и магнитное поле Солнца перестают воздействовать на его окрестности. Эта граница называется гелиопаузой. Область космического пространства, заполняемая плазмой, которая исходит от Солнца и окружает всю Солнечную систему, — это гелиосфера. На границе между гелиосферой и межзвездным пространством солнечный ветер замедляется и вступает в контакт с плазмой, поступающей из межзвездного пространства. Это как граница воздушного пузыря, который выдыхает Солнце.

Это область между звездами содержит разные формы материи: нейтрино, заряженные частицы, атомы, молекулы, темную материю и фотоны. Среднее расстояние между звездами в галактике Млечный Путь — около пяти световых лет, хотя они более сгруппированы вблизи центра галактики, а не на окраинах, где расположены Солнце и Земля. Пять световых лет — это примерно 47 триллионов километров. И это в среднем, на окраинах расстояния еще больше.

Межзвездная среда включает газ в ионной, атомарной и молекулярной форме, а также пыль и космические лучи. Она заполняет межзвездное пространство и плавно переходит в окружающее межгалактическое пространство. Нет резкой границы, есть плавный переход от ‘нашего’ космоса к ‘чужому’.

Межгалактическое пространство

Это огромные пустые области, которые расположены между галактиками. Например, между Млечным Путем и Андромедой около 2,5 миллиона световых лет межгалактического пространства. Это настолько огромная пустота, что человеческий разум отказывается её осознавать.

Межгалактическое пространство максимально приближено к абсолютному вакууму. Ученые подсчитали, что на кубический метр приходится только один атом водорода. Для сравнения: в воздухе на Земле в одном кубическом метре — около 10^25 молекул. Плотность материала выше вблизи галактик и ниже в средней точке между галактиками.

Галактики связаны разреженной плазмой, которая образует космические нитевые структуры. Плазма, составляющая межгалактическую среду, в основном состоит из ионизированного водорода.

Межгалактическую среду можно увидеть в телескопы на Земле, потому что она нагрета до десятков тысяч и даже миллионов градусов. Этого достаточно, чтобы электроны могли покинуть ядра водорода во время столкновений. Ученые могут обнаружить энергию, выделившуюся в результате этих столкновений, в рентгеновском спектре. Рентгеновская обсерватория NASA ‘Чандра’ обнаружила обширные облака горячей межгалактической среды в регионах, где галактики сталкиваются друг с другом. Представьте себе миллионы градусов в полной пустоте — это звучит как парадокс, но это так.

Астрономы также находят в межгалактическом пространстве звезды. Их называют межгалактическими или звездами-изгоями. Считается, что эти звезды были выброшены из своих родных галактик черными дырами или после столкновения с другими галактиками. В исследовании 2012 года сообщалось о более чем 650 таких звездах на краю Млечного Пути, но, по некоторым оценкам, их там могут быть триллионы. Звезды-сироты, блуждающие в полной темноте между галактиками.

Что такое Вселенная?

Проще говоря, это всё. Она включает в себя всю материю, энергию, планеты, звезды, галактики и другие космические объекты. Это и физическое пространство, и время, и, в конце концов, человечество. Хотя размер всей Вселенной неизвестен, можно измерить размер наблюдаемой её части — примерно 93 миллиарда световых лет в диаметре. Это то, что мы можем увидеть, а за горизонтом событий — неизвестность.

Вселенная возникла около 13,8 миллиарда лет назад в результате Большого взрыва и с тех пор продолжает расширяться. Она состоит из множества галактик, которые объединены гравитационными взаимодействиями. Галактики в свою очередь состоят из звезд, планет, астероидов, комет и других космических объектов. Существуют также области, заполненные межгалактическим газом и пылью.

При изучении движения галактик стало ясно, что в пространстве содержится гораздо больше материи, чем приходится на долю видимых объектов — звезд, галактик, туманностей и межзвездного газа. Эта невидимая материя известна как темная материя. Ученым еще предстоит постичь её природу. Мы видим только 5% Вселенной, остальные 95% — темная материя и темная энергия, о которых мы почти ничего не знаем.

В самом большом масштабе галактики распределены равномерно и одинаково во всех направлениях, а это означает, что у Вселенной нет ни края, ни центра. В меньших масштабах галактики распределены в скопления и сверхскопления, которые образуют огромные нити и пустоты в пространстве. Вселенная похожа на гигантскую губку: плотные нити из галактик и огромные пустоты между ними.

В чем разница между Космосом и Вселенной?

Эти термины часто используются как синонимы, но у них есть отличия. Под Вселенной понимается всё, что существует, включая время и пространство, материю и законы, которые ими управляют. Понятие Космоса обычно относится к пустоте или пространству между космическими объектами. В этом контексте он рассматривается как вакуум, заполненный лишь разреженной газообразной средой и другими формами энергии. Вселенную принято ассоциировать с хаосом, а космическое пространство — с порядком. Хотя, если честно, порядок в космосе относительный — попробуйте навести порядок в области с температурой в миллион градусов.

Космос против Вселенной

Космическое пространство относится к пустоте, которая существует между небесными объектами. Вселенная относится ко всей физической материи и энергии, системам, планетам, галактикам. Она включает в себя не только области между небесными объектами, но и другие аспекты реальности, такие как время, пространство и возможные физические законы.

Космическая среда не включает небесные объекты, только пустоту между ними. Тем не менее в ней есть, хотя и с очень низкой плотностью, ионы и атомы водорода, космические лучи и электромагнитное излучение, а также гипотетическая темная материя. Вселенная включает в себя все небесные объекты.

Состав космоса — магнитные поля, электромагнитное излучение, нейтрино, пыль и космические лучи. Вселенная состоит из планет, звезд, галактик, а также самого космического пространства.

Основное различие понятий заключается в том, что первое относится к пустоте между небесными объектами, тогда как второе обозначает всю совокупность физической материи и энергии, звездных систем, планет, галактик и всё содержимое космического пространства. Таким образом, космос — это часть Вселенной. Простая аналогия: космос — это вода в стакане, а Вселенная — это стакан, вода, воздух вокруг, стол, на котором стоит стакан, и вы сами.