Wszechświat obejmuje wszystko co istnieje - od największych galaktyk do najmniejszych cząstek elementarnych.Większość widocznej masy Wszechświata stanowią gwiazdy,emitujące światło.Obiekty niewidoczne również możemy wykryć,o ile emitują inny rodzaj promieniowania.Mimo iż zawiera ogromną liczbę ciał,Wszechświat jest w istocie bezmierną pustką,zimną i ciemną.O ile wiemy,życie istnieje tylko w jednym jego zakątku - na Ziemi.Zdaniem niektórych uczonych istnieje wiele wzechświatów.Przecież eksplozji typu Wielkiego Wybuchu mogło być więcej i być może nasz Wszechświat współegzystuje z kilkoma innymi.Jakkolwiek,jest od nich całkowicie niezależny.Wprawdzie nie odkryto dotąd żadnego wszechświata alternatywnego,ale z niektórych teorii wynika,że aby znależć się w takim wszechświecie, należałoby przejść przez czarną dziurę. Wszechświat zbudowany jest z materii, która powstała przypuszczalnie 15 miliardów lat temu podczas gigantycznej eksplozji, zwanej Wielkim Wybuchem. W kilka minut po niej cząstki elementarne zwane neutronami i protonami połączyły się w wodór i hel. Przez następne miliardy lat rodziły się gwiazdy. W wyniku reakcji jądrowych zachodzących w ich wnętrzach powstawały - i nadal powstają cięższe pierwiastki. Gdy gwiazdy eksplodują, pierwiastki te są wyrzucane w przestrzeń. Oprócz cząstek elementarnych, wszystko we Wszechświecie składa się z pierwiastków i ich związków. Materia i czasoprzestrzeń powstały podczas Wielkiego Wybuchu. Z materii rozwinął się Wszechświat. Astronomowie obliczyli, że promień jego widzialnej części wynosi obecnie 15 miliardów lat świetlnych, lecz impet Wielkiego Wybuchu sprawia, że Wszechświat nadal się rozszerza. Wszechświat wypełniają galaktyki, z których każda zawiera miliardy gwiazd. Niektóre gwiazdy mają układy planetarne. Co najmniej na jednej planecie - Ziemi - istnieje życie. Wysłaliśmy statki kosmiczne na Księżyc i do planet. Jeśli jednak chodzi o gwiazdy, musimy zdać sobie sprawę, że sytuacja jest zupełnie inna. Mamy tu do czynienia nie z odległościami milionów kilometrów, ale milionów milionów kilometrów. Aby dotrzeć do najbliższej poza Słońcem gwiazdy, nawet światło potrzebuje ponad czterech lat. Nie możemy więc wysłać rakiet do planet innych gwiazd, nawet jeśli założymy (jak większość ludzi), że takie planety istnieją. Korzystając z metod badania przestrzeni kosmicznej możemy jednak badać systemy w odległych rejonach kosmosu. Satelita IRAS, działający przez większą część roku 1983, stwierdził na podstawie badań w podczerwieni, że wielu gwiazdom towarzyszy chłodna materia, co może wskazywać na obecność układów planetarnych. Znamy więcej przypadków uzyskiwania informacji dzięki metodom badania kosmosu. W roku 1992 satelita Cosmic Background Explorer dostarczył danych ułatwiających nam zrozumienie, co się działo, kiedy wszechświat był bardzo młody – niedługo po początku wszystkiego, Big Bangu, co najmniej 15 miliardów lat temu. Czy metody badań kosmicznych powiedzą nam kiedykolwiek coś o życiu w innych systemach? Dziś nie jest to możliwe. Z naszą obecną technologią możemy jedynie mieć nadzieję, że odbierzemy sygnały radiowe na tyle rytmiczne, by świadczyły o istnieniu „innych istot”. Być może w przyszłości będziemy mogli się tam wybrać. Dziś jednak takie sposoby przemieszczania się, jak podróże myślowe i teleportacja są taką samą fantastyką, jak dwa wieki temu telewizja. Jeśli mamy kiedykolwiek doprowadzić do podróży międzygwiezdnej, potrzebujemy przewrotu w nauce, o czym na razie nie słychać. Może on nastąpić w tym roku, za sto lat, za tysiąc lub milion lat – albo nigdy. Poczekamy, zobaczymy. Wszechświat jest naprawdę kolosalny.Promień widzialnej części wszechświata wynosi około 28 miliardów lat świetlnych,czyli w przybliżeniu dwieście sześćdziesiąt tysięcy trylionów kilometrów - 260 000 000 000 000 000 000 000.Jak więc zgłębić coś,co jest nie do zgłębienia.W tym celu podzielono wszechświat na coraz mniejsze obiekty,mieszczące się jeden w drugim.W widzialnej części wszechświata znajduje się około 125 miliardów galaktyk; każda z nich,podobnie jak Droga Mleczna, jest "światłem wyspowym", złożonym z miliardów gwiazd.Galaktyki tworzą stosunkowo niewielkie grupy lub większe skupiska zwane gromadami, te zaś tworzą jeszcze większe struktury - supergromady.Supergromady są ułożone na obrzeżach jeszcze większych,pustych obszarów.
Znany Wszechświat...
W obserwowanym wszechświecie istnieje 125 miliardów galaktyk.Między nimi znajdują się puste obszary.Grawitacja wiąże ze sobą gwiazdy należące do tej samej galaktyki i galaktyki należące do tej samej gromady.Natomiast gromady i grupy galaktyk oddalają się od siebie z powodu Wielkiego Wybuchu, od którego około 12 miliardów lat temu rozpoczęła się ekspansja wszechświata.
Lokalna Supergromada...
Ten wielki układ gromad galaktyk rozciąga się na odległość ponad stu milionów lat świetlnych.W środku Lokalnej Supergromady znajduje się gromada w Pannie, a należy do niej też gromada w Wielkiej Niedźwiedzicy.Każda z gromad liczy tysiące galaktyk.Całkowita masa supergromady jest około tysiąca bilionów razy większa od masy Słońca.
Układ Lokalny...
Niewielka gromada galaktyk na skraju Lokalnej Supergromady.Nasza grupa galaktyk rozciąga się na odległości trzech milionów lat świetlnych od Drogi Mlecznej i obejmuje jeszcze dwie galaktyki spiralne - Wielką Mgławicę w Andromedzie(M31) oraz Trójkąt(M33). Układ Lokalny oddala się od gromady Panny.
Droga Mleczna...
Nasza Galaktyka o średnicy około 100 000 lat świetlnych,składa się z miliardów gwiazd, skupionych w wybrzuszeniu centralnym i płaskich, spiralnych ramionach. Gwiazdy Drogi Mlecznej krążą wokół środka galaktyki, gdzie - zdaniem astronomów - znajduje się czarna dziura.
Gwiazdy...
Słońce i otaczające go gwiazdy znajdują się w ramieniu Drogi Mlecznej, do którego należy również Orion. Do naszego otocznia zaliczamy gwiazdy leżące w odległości mniejszej od 30 lat świetlnych.Najbliższ gwiazda Proxima Centauri, to czerwony karzeł oddalony o 4,3 lata świetlne. Jej masa jest dziesięć razy mniejsza od masy Słońca.
Zewnętrzna część Układu Słonecznego...
Do pięciu planet zewnętrznych Układu Słonecznego należą cztery tzw. gazowe olbrzymy - ogromne, zimne kule gazowe z pierścieniami i księżycami - oraz skalisty karzeł Pluton. Poza orbitą ostatniego olbrzyma leży płaski pas kuipera i sferyczna chmura Oorta, skąd pochodzą komety. Wszystkie planety , komety i Słońce powstały około 4,5 miliarda lat temu z mgławicy słonecznej - chmury pyłu i gazu.
Wewnętrzna część Ikładu Słonecznego...
Cztery skaliste planety ziemiopodobne krążą najbliżej Słońca.Towarzyszą im tysiące znacznie mniejszych, ale również kamiennych planetoid, tworzących pas planetoid między Jowiszem a Marsem. Ziemia, jedyna znana siedziba życia, wyróżnia się również licznymi zbiornikami wodnymi oraz aktywnością wulkaniczną i procesami geologicznymi - rozszerzaniem dna morza, wypiętrzaniem gór, dryfem kontynentów, i tak dalej. Teoria Wielkiego Wybuchu...
Około 15 miliardów lat temu cała materia i energia, którą możemy dziś obserwować, skupiona w obszarze wielkości złotówki zaczęła się rozszerzać. Temperatura zaczęła spadać. Gdy spadła do 100 milionów razy większej, niż panująca we wnętrzu Słońca, siły przyrody miały charakter podobny do dzisiejszych. W tym czasie kwarki (cząstki elementarne) poruszały się swobodnie w morzu energii. Kiedy Wszechświat rozszerzył się i ostygł jeszcze tysiąckrotnie, cała materia zajmowała obszar wielkości Układu Słonecznego. W tym momencie cząstki elementarne - kwarki zostały uwięzione we wnętrzu protonów i neutronów. Gdy Wszechświat znowu powiększył się tysiąc razy, protony i neutrony połączyły się ze sobą, tworząc jądra atomowe (np. jądra deuteru i helu). Wszystko to wydarzyło się w ciągu pierwszej minuty po Wielkim Wybuchu. Neutralne atomy zaczęły się skupiać, tworząc chmury gazów, z których później powstały gwiazdy. Kiedy Wszechświat osiągnął jedną piątą obecnej wielkości, gwiazdy uformowały grupy, w których można było rozpoznać wczesne galaktyki. Gdy Wszechświat był tylko dwa razy mniejszy niż jest dzisiaj, w reakcjach syntezy jądrowej w gwiazdach powstała już większość ciężkich pierwiastków, z których zbudowane są planety. Nasz Układ Słoneczny powstał około 5 miliardów lat temu. W tym czasie Wszechświat osiągnął już 2/3 obecnej wielkości, a ciągły proces formowania się gwiazd doprowadził do wyczerpania zapasów gazu w galaktykach - populacja gwiazd zaczęła zanikać. Tak więc za 15 miliardów lat gwiazdy podobne do Słońca będą dość rzadkie i dla Nas - mieszkańców Ziemi Wszechświat stanie się dużo mniej dogodnym miejscem.
Natura przestrzeni kosmicznej...
Wszystko, co istnieje, tworzy to, co nazywamy wszechświatem. Najogólniej mówiąc, wszechświat składa się z materii, energii i przestrzeni. Ziemia i wszystko co się na niej znajduje - skały, powietrze, woda, rośliny, ludzie - jest częścią materii wszechświata. Są nią również inne planety, Księżyc, Słońce i gwiazdy, które widzimy na nocnym niebie. Wszystkie te formy materii pływają, czy raczej poruszają się, w przestrzeni kosmicznej. Ale jak wielka jest przestrzeń kosmiczna, czyli wszechświat? Kiedy patrzymy na nocne niebo, zaglądamy w niewielką cząstkę wszechświata. Zajęta jest ona przez gwiazdy, które wydają się być zawieszone w smolistej czerni przestrzeni kosmicznej. Przez nasze teleskopy, niezależnie od tego jakie są potężne, gwiazdy zawsze wydają się maleńkimi świetlnymi punkcikami. Jednakże wiemy, że gwiazdy są w rzeczywistości innymi Słońcami, wielkimi kulami rozpalonego gazu o średnicy milionów kilometrów. A zatem, skoro wydają się maleńkimi punkcikami, muszą znajdować się bardzo daleko. I rzeczywiście tak jest. Astronomowie mówią nam, że nawet najbliższe gwiazdy znajdują się w odległości większej niż 40 milionów milionów kilometrów. A najdalsze systemy gwiezdne, lub galaktyki, znajdują się jeszcze tysiące milionów razy dalej! Takie odległości to więcej niż ludzki umysł może pojąć, czy nawet sobie wyobrazić. A zatem na pytanie: Jaki duży jest wszechświat? musimy odpowiedzieć: Większy niż możemy sobie wyobrazić. Ale możemy wyrobić sobie pojęcie wielkości wszechświata, jeżeli odbędziemy podróż w wyobraźni w statku kosmicznym, rozpoczynając z Ziemi i podróżując przez układ słoneczny do gwiazd i jeszcze dalej.
Podróż do gwiazd...
Na Plutonie, chociaż jesteśmy na granicy układu słonecznego, gwiazdy nie wydają się bliższe. Są ciągle tylko punkcikami światła. Ale my bierzemy kurs na małą ciemnoczerwoną gwiazdę w konstelacji Centaura. Nazywamy ją Proxima Centauri. Jest to najbliższa nas gwiazda.Podróż na Proxima Centauri zajmie nie godziny, nie dni, nie miesiące, ale lata. W rzeczywistości około cztery lata i trzy miesiące (4,28 lat)! Tak długo zajęło nam, podróżując z prędkością światła, pokonanie odległości do najbliższej gwiazdy. I oczywiście jest to również czas. w jakim światło z tej gwiazdy dociera do Ziemi. A zatem możemy powiedzieć, że gwiazda ta znajduje się w odległości 4,28 lat od Ziemi, podróżując z prędkością światła. Możemy również powiedzieć, że znajduje się w odległości 4,28 razy większej od odległości, którą światło pokonuje w ciągu roku.Astronomowie stosują odległość, jaką światło pokonuje w ciągu roku jako wygodną jednostkę do pomiaru odległości w przestrzeni kosmicznej. Nazywają ją rokiem świetlnym. Równa jest ona około 9,5 miliona milionów km. Stosując tę jednostkę, można łatwiej wyrazić odległości w przestrzeni kosmicznej. A zatem Proxima Centauri znajduje się w odległości 4,28 lat świetlnych, co jest łatwiej pojąć niż mówiąc, że znajduje się w odległości 40 milionów milionów kilometrów.Z Proxima Centauri, jednej z najciemniejszych gwiazd na naszym nocnym niebie, podróżujemy do jednej z najjaśniejszych, Deneb w gwiazdozbiorze Cygnus (Łabędź). Osiągnięcie tej błyszczącej supergigantycznej gwiazdy zajmuje ponad 1.600 lat. Jednakże Deneb jest ciągle bliskim sąsiadem w systemie gwiezdnym albo galaktyce, którą zamieszkujemy.Nasza galaktyka, którą nazywamy Drogą Mleczną, mierzy nie mniej niż 100.000 lat świetlnych szerokości. A zatem podróż z jednego jej krańca na drugi zajęłaby nam 100.000 lat.
Podróż do innych galaktyk...
Kiedy rozważamy podróże do innych galaktyk, odległości i czas naszej podróży rośnie zawrotnie szybko. Dotarcie do najbliższej galaktyki, Wielkiego Obłoku Magellana, zajęłoby 170 000 lat. Podróż do galaktyki Andromedy zajęłaby 2.000.000 lat. A są to jeszcze, jeżeli chodzi o wszechświat, nasi sąsiedzi! Najodleglejsze ciała niebieskie, jakie możemy zobaczyć na naszym nocnym niebie, moglibyśmy osiągnąć gdybyśmy podróżowali przez 15.000 milionów lat. A jest to ten sam czas, jaki upłynął od czasu stworzenia wszechświata!