Чем космос отличается от Вселенной: спорим, вы не знали

Космос и Вселенную часто считают синонимами, но на самом деле это разные концепции. Их изучение помогает ученым расширить понимание того, как мир возник, развивается и функционирует. Разбираемся, из чего состоит космическое пространство, а из чего — Вселенная.
Космос против Вселенной
Что такое космос?
Что такое Вселенная?
В чем разница между Космосом и Вселенной?
Кратко
Космос против Вселенной
Что такое космос?
Что такое Вселенная?
В чем разница между Космосом и Вселенной?
Кратко
Еще
Космос и всленная
Источник: Hi-Tech Mail.ru

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.

Вселенную можно определить как все, что существует. Она состоит из всех видов физической материи и энергии, солнечных систем, планет, галактик и всего содержимого космоса. Это более широкое понятие, охватывающее все, что находится в пространстве и времени, включая сам космос, а также все физические законы и процессы.

Что такое космос? 

Космическое пространство существует за пределами Земли и ее 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. Рассмотрим каждую из этих космических областей.

Околоземное пространство

Область космического пространства вблизи Земли называется околоземным пространством или околоземной орбитой. Околоземное пространство охватывает различные орбиты, на которых находятся искусственные спутники, космические станции и другие космические аппараты.

На высоте 100 километров над Землей начинается космическое пространство.
На высоте 100 километров над Землей начинается космическое пространство.Источник: NASA/Nicole Mann

Околоземное пространство делится на несколько типов орбит: низкую околоземную орбиту (от 160 до 2 000 км), среднюю околоземную орбиту (от 2 000 до 35 786 км) и геостационарную орбиту (35 786 км). На высоте 100 км находится линия Кармана — международная граница между атмосферой и космосом.

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.

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.

«Вояджер-1», запущенный в сентябре 1977 года, исследует самые дальние уголки Солнечной системы.
«Вояджер-1», запущенный в сентябре 1977 года, исследует самые дальние уголки Солнечной системы.Источник: NASA

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 воздействует прямо на ее поверхность. 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.

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 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.

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.

Межгалактическое пространство

Это огромные пустые области, которые расположены между галактиками. Например, между Млечным Путем и Андромедой около 2,5 миллиона световых лет межгалактического пространства.

Межгалактическое пространство максимально приближено к абсолютному вакууму. Ученые подсчитали, что на кубический метр приходится только один атом водорода. Плотность материала выше вблизи галактик и ниже в средней точке между галактиками.

Скопление галактик, которое находится почти в 9 миллиардах световых лет от Земли в созвездии Дракона.
Источник: Esahubble

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» — космический телескоп, предназначенный для поиска рентгеновских лучей, — обнаружила обширные облака горячей межгалактической среды в регионах, где галактики сталкиваются друг с другом в виде скоплений.

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 звезд на краю Млечного Пути, но, по некоторым оценкам, их там могут быть триллионы.

Что такое Вселенная? 

Проще говоря, это все. 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 ее части — примерно 93 миллиарда световых лет в диаметре.

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 ее природу.

Рентгеновская лаборатория NASA запечатлела столкновение как минимум четырех скоплений галактик. Синим цветом выделена предполагаемая темная материя.
Рентгеновская лаборатория NASA запечатлела столкновение как минимум четырех скоплений галактик. Синим цветом выделена предполагаемая темная материя. Источник: NASA

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.

В чем разница между Космосом и Вселенной? 

Эти термины часто используются как синонимы, но у них есть отличия. Под Вселенной понимается все, 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.

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.

Космос
Источник: Unsplash

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 все содержимое космического пространства. Таким образом, космос — это часть Вселенной.