1. Звездный дом, в котором мы живем
Мы живем на маленьком небесном теле — Земле, которая принадлежит к планетарной системе средней звезды — Солнца. Наше светило является членом большого звездного семейства, состоящего примерно из двух сотен миллиардов звезд и называемого Галактикой. Она похожа на очень плоский диск с поперечником 70 000 световых лет, который вращается как полужидкое тело. Напомним, что свет за одну секунду проходит 300000 км, а за год — 10>13 км. Солнце находится на расстоянии 23 000 световых лет от центра Галактики, обращается вокруг него со скоростью 190 км/с и совершает один оборот за 220 млн. лет (галактический год).
Наша Галактика не одинока: на огромных расстояниях от нее расположены другие звездные острова, также состоящие из многих миллиардов звезд. Ближайшая галактика — Магеллановы Облака отстоит от нас на 100 000 световых лет, а наиболее далекие из еще доступных для наблюдений галактик находятся на расстоянии многих миллиардов световых лет от Земли.
Большая часть галактик входит в состав скоплений. Опубликованы каталоги, описывающие тысячи крупных и небольших скоплений галактик. В последнее время установлено, что распределяются галактики не равномерно, а как бы по ячейкам. В стенках ячеек много скоплений галактик, а внутри — пустота. Большие скопления находятся в узлах этой ячеистой структуры. Отдельные ее фрагменты иногда называют сверхскоплениями, и они имеют сильно вытянутую, наподобие нитей, форму.
Далекие звездные системы — галактики, их скопления и сверхскопления — являются наибольшими известными астрономам структурными единицами Вселенной, под которой понимается весь материальный мир, безграничный в пространстве и развивающийся во времени. Пользуясь эффектом Доплера, можно измерять скорости удаления или приближения далеких астрономических объектов. Напомним, что, согласно этому эффекту, у приближающегося источника света все длины волн, измеренные наблюдателем, уменьшены, смещены к фиолетовому концу спектра, а для удаляющегося источника увеличены, смещены к красному концу спектра.
Происхождение, строение и развитие Вселенной изучаются КОСМОЛОГИЕЙ (греч. kosmos — порядок, мир и logos — слово, учение). Началом современного этапа развития космологии являются работы замечательного ученого А. А. Фридмана (1888–1925), выполненные в 1922–1924 гг. На основе теории Эйнштейна он построил математические модели движения вещества во всей Вселенной под действием сил тяготения. Фридман доказал, что вещество Вселенной не может находиться в покое — Вселенная не может быть стационарной: она должна либо расширяться, либо сжиматься. Впрочем, для доказательства этого нужны были экспериментальные подтверждения, которые удалось вскоре получить.