Что такое космос?

На небе полная Луна.
Ася: «Сначала был месяц, а потом выросла Луна.
Вот так и люди растут, растут и становятся бабушками.
А ты, бабушка, вырастишь и станешь феей!»

***

Что такое Мир, Вселенная? Зачем она существует?

Что такое жизнь? Существует ли она где-то еще в бескрайних просторах Космоса или она есть только на нашей Земле?

Для чего живет человек, есть ли какой-то смысл в том, что мы родились и живем на нашей Земле?

Космос в астрономии - это синоним Вселенной. Астрономы различают ближний космос и дальний космос.
Ближний космос активно исследуется с помощью различных космических аппаратов, о дальнем человечество пока может только мечтать - это мир новых галактик и звезд.

В Древней Греции понятие «космос» означало «порядок, чистота, гармония». Только позже космосом стали называть мир или Вселенную.

Впервые назвал мир космосом Пифагор, потому что считал мир гармоничным. С ним были согласны многие древнегреческие философы. Следовательно, космос понимался как некая целесообразная система или организм. Позднее, в эпоху Ренессанса, ученые различали микрокосм (человек) и макрокосм (окружающий человека мир)

С начала освоения космоса (с 1957 г., когда в СССР был запущен первый спутник) слово «космос» приобрело значение, связанное с осуществлением давнишней мечты человечества о космических полётах.

Ближайшая и наиболее доступная исследованию область космического пространства - околоземное пространство. Именно с этой области началось освоение космоса людьми, в ней побывали первые ракеты и пролегли первые трассы ИСЗ. Полёты кораблей с экипажами на борту и выход космонавтов непосредственно в космическое пространство значительно расширили возможности исследования «ближнего космоса».

Космические исследования включают также изучение «дальнего космоса» и ряда новых явлений, связанных с влиянием невесомости и других факторов на различные процессы.

Ближайшие цели космических полётов - это Луна и планеты. Пространство между планетами заполнено плазмой очень малой плотности, которую несёт солнечный ветер. Характер взаимодействия плазмы солнечного ветра с планетами зависит от того, имеют или нет планеты магнитное поле.

Магнитные поля Юпитера и Сатурна значительно сильнее земного поля, поэтому магнитосферы этих планет-гигантов значительно протяжённее земной магнитосферы.

Юпитер и Ганимед

Наоборот, магнитное поле Марса настолько слабо (в сотни раз слабее земного), что с трудом сдерживает налетающий поток солнечного ветра на самых ближних подступах к поверхности планеты.

Примером немагнитной планеты является Венера, полностью лишённая магнитосферы. Однако взаимодействие сверхзвукового потока плазмы солнечного ветра с верхней атмосферой Венеры и в этом случае приводит к образованию ударной волны.

Большим разнообразием отличается семейство естественных спутников планет-гигантов. Один из спутников Юпитера, Ио, является самым активным в вулканическом отношении телом Солнечной системы. Титан, самый крупный из спутников Сатурна, обладает достаточно плотной атмосферой, едва ли не сравнимой с земной. Кольца Сатурна, состоящие из каменных и ледяных глыб разных размеров, вплоть до мельчайших пылинок, можно рассматривать как гигантский конгломерат миниатюрных естественных спутников.

По очень вытянутым орбитам вокруг Солнца движутся кометы. Ядра комет состоят из отдельных камней и пылевых частиц, вмороженных в глыбу льда. Лёд этот не совсем обычный, в нём кроме воды содержатся аммиак и метан.
Химический состав кометного льда напоминает состав самой большой планеты - Юпитера. Когда комета приближается к Солнцу, лёд частично испаряется, образуя гигантский газовый хвост кометы.

Кометные хвосты обращены в сторону от Солнца, т. к. постоянно испытывают воздействие давления излучения и солнечного ветра.

Наше Солнце - лишь одна из множества звёзд, образующих гигантскую звёздную систему - Галактику. А эта система в свою очередь - лишь одна из множества других галактик.

Астрономы привыкли относить слово «Галактика» как имя собственное к нашей звёздной системе, а то же слово как нарицательное - ко всем таким системам вообще. Наша Галактика содержит 150- 200 млрд. звёзд. Они располагаются так, что Галактика имеет вид плоского диска, в середину которого как бы вставлен шар диаметром меньшим, чем у диска.

Солнце расположено на периферии диска, практически в его плоскости симметрии. Поэтому, когда мы смотрим на небо в плоскости диска, то видим на ночном небосводе светящуюся полосу - Млечный Путь, состоящий из звёзд, принадлежащих диску.

Само название «Галактика» происходит от греческого слова galaktikos - млечный, молочный и означает систему Млечного Пути.

Астрономы установили, что звёзды галактического диска, как правило, отличаются по физическим и химическим свойствам от звёзд шара. В диске кроме звёзд есть ещё большое количества межзвёздного газа и пыли.
Из данных радиоастрономии следует, что диск нашей Галактики имеет спиральную структуру, подобную той, какую можно видеть на фотографиях других галактик (например, знаменитой туманности Андромеды).

Изучение спектров звёзд, их движений и других свойств позволило создать теорию строения и эволюции звёзд. По этой теории основным источником энергии звёзд являются ядерные реакции, протекающие глубоко в недрах звезды, где температура в тысячи раз больше, чем на поверхности.

На определённых стадиях эволюции звёзды выбрасывают часть своего вещества, которое присоединяется к межзвёздному газу. Особенно мощные выбросы происходят при звёздных взрывах, наблюдаемых как вспышки сверхновых звёзд. Остатки таких взрывов часто становятся пульсарами - нейтронными звёздами радиусом около 10 км со сверхсильными магнитными полями, создающими условия для возникновения компактных, но чрезвычайно мощных магнитосфер.

В других случаях при звёздных взрывах могут образоваться чёрные дыры - объекты, вещество которых падает к центру со скоростью, близкой к скорости света, и в силу эффектов общей теории относительности (теории тяготения) как бы застывшее в этом падении. Из недр чёрных дыр излучение вырваться не может. В то же время окружающее чёрную дыру вещество образует т. н. аккреционный диск и при определённых условиях испускает рентгеновское излучение за счёт гравитационной энергии притяжения к чёрной дыре.

Проблемой строения и развития Вселенной в целом занимается космология. Для неё особо важное значение имеют новейшие достижения радиоастрономии. Обнаружены источники радиоволн и света громадной мощности - квазары. В их спектрах линии сильно смещены к красному концу спектра. Это значит, что они очень далеки от нас - свет идёт от них миллиарды лет. Наблюдая квазары, астрономы имеют возможность изучать Вселенную (метагалактику) на ранних стадиях её развития.

Откуда берётся чудовищная энергия, излучаемая квазарами,- одна из самых волнующих загадок науки. Другое важное открытие - обнаружение «фона» радиочастотного излучения, пронизывающего равномерно по всем направлениям космическое пространство. Это реликтовое радиоизлучение - остаток древнейших эпох, позволяющий судить о состоянии Вселенной многие миллиарды лет назад.

Квазар

Для современного этапа развития наук о космосе характерно колоссальное нарастание потока поступающей информации. Если раньше астрономические приборы воспринимали только видимый свет, то теперь данные о космосе получают из анализа всего электромагнитного спектра.
Удалось обнаружить всепроникающие частицы нейтрино, приходящие от Солнца. В перспективе возможно обнаружение и изучение нейтрино из глубин космоса.

Расширение каналов поступления информации связано как с выходом средств наблюдения в космос (внеатмосферная и баллонная астрономия, непосредственное исследование Луны и планет приборами, доставленными на их поверхность), так и с усовершенствованием наземной аппаратуры.

Важность выноса в космос исследовательской аппаратуры объясняется тем, что природа поместила нас на дно воздушного океана, чем сузила возможности изучения космоса, но в то же время защитила от многих видов космического излучения.

Атмосфера пропускает электромагнитное излучение к поверхности Земли лишь в двух узких интервалах частот, или, как говорят, «окнах»: одно - в области видимого света, другое - в радиодиапазоне. Только с помощью приборов, вынесенных за пределы атмосферы, удалось зарегистрировать рентгеновское и гамма-излучение, УФ- и ИК-лучи, идущие из космоса.

Для повышения эффективности наземных наблюдений особое значение имеет применение мощных радиотелескопов, позволивших получить такие важные результаты, как открытие квазаров и пульсаров. Однако и в классической оптической области (в области длин волн видимого света) мощность и чувствительность приборов непрерывно возрастают не только за счёт увеличения диаметра главного зеркала телескопов, но и благодаря введению принципиально новых методов регистрации и усиления света.

Новейшие открытия в космосе (квазары, реликтовое радиоизлучение, нейтронные звёзды и т. д.) связаны с глубочайшими проблемами физики.
Многие исследователи полагают, что дальнейшее изучение космических объектов и явлений позволит существенно углубить наши знания о самых фундаментальных законах природы