Одна иллюстрация раскрывает всю историю космоса

Этот плакат с иллюстрированной историей Вселенной демонстрирует важные этапы и вехи космической эволюции, от времен Большого взрыва до наших дней, освещая формирование атомов, звезд, галактик, Млечного Пути, Солнца, Земли и человека, среди прочего. Источник иллюстрации: Ben Gibson/PopChart — Этот плакат с иллюстрированной историей Вселенной демонстрирует важные этапы и вехи космической эволюции, от времен Большого взрыва до наших дней, освещая формирование атомов, звезд, галактик, Млечного Пути, Солнца, Земли и человека, среди прочего. *Источник иллюстрации:* *Ben Gibson/PopChart*

После того как период космической инфляции подошел к концу, началась горячая фаза Большого взрыва. Спустя 13,8 миллиарда лет появились мы. Вот как мы дошли до жизни такой.

Автор: Итан Сигел, 15 июня 2026

https://bigthink.com/starts-with-a-bang/single-illustration-entire-cosmic-history/

Ключевые тезисы статьи:

Лишь в конце 20-го века мы узнали, из чего состоит наша Вселенная, каков ее возраст и как она зародилась: с окончанием космической инфляции и переходом к фазе горячего Большого взрыва 13,8 миллиарда лет назад.
Сейчас, в 21-м веке, мы можем не только точно реконструировать постепенную эволюцию нашей Вселенной, но и выделить множество важных вех на этом пути: от нашей Солнечной системы до самых грандиозных масштабов.
И благодаря силе искусства мы можем передать всю историю нашей Вселенной, от времен с начала Большого взрыва до наших дней и даже заглянуть в будущее, всего на одном изображении. Эта иллюстрация настолько мощная, что ее стоит рассмотреть дважды, трижды и даже четырежды.

Наша наблюдаемая Вселенная колоссально изменилась с момента своего зарождения

Во времена космологической инфляции пространство в инфляционной области росло экспоненциально, удваиваясь по всем трем измерениям с каждой крошечной долей секунды. В момент, когда инфляция заканчивается, происходит горячая фаза Большого взрыва. Но из-за квантовых эффектов каждая область, в которой происходит Большой взрыв, будет окружена продолжающим инфляцию, экспоненциально расширяющимся пространством, что гарантирует, что никакие две области, где происходят горячие Большие взрывы, никогда не столкнутся, не пересекутся и не наложатся друг на друга. Источник: Kavli IMPU — Во времена космологической инфляции пространство в инфляционной области росло экспоненциально, удваиваясь по всем трем измерениям с каждой крошечной долей секунды. В момент, когда инфляция заканчивается, происходит горячая фаза Большого взрыва. Но из-за квантовых эффектов каждая область, в которой происходит Большой взрыв, будет окружена продолжающим инфляцию, экспоненциально расширяющимся пространством, что гарантирует, что никакие две области, где происходят горячие Большие взрывы, никогда не столкнутся, не пересекутся и не наложатся друг на друга. *Источник: Kavli IMPU*

Важное замечание от avshkol к подписи к предыдущей картинке!

В подписи к картинке описывается одна из самых популярных в современной физике моделей мультивселенной, теория вечной инфляции (eternal inflation). Вкратце:

1) Пространство в целом продолжает экспоненциально расширяться (инфлировать) бесконечно.

2) При этом происходит остановка в отдельных «карманах»: из-за квантовых эффектов в некоторых случайно выбранных областях инфляция прекращается. Энергия, которая вызывала расширение, превращается в материю и излучение, так рождается «горячий Большой взрыв». Каждая такая область становится отдельной вселенной (в т.ч. нашим «пузырем»).

3) Пространство между этими остановившимися областями продолжает раздуваться с огромной скоростью. Из-за этого «пузыри»-вселенные удаляются друг от друга быстрее скорости света и физически никогда не смогут столкнуться, пересечься или каким-либо образом взаимодействовать.

Теория вечной инфляции — это одно из интересных, но одновременно и спорных направлений в современной космологии. Она вытекает из стандартной теории инфляции, но приводит к концепции Мультивселенной, которая вызывает серьезные споры среди физиков и философов.

Таким образом, с точки зрения теории вечной инфляции, наша Вселенная с её 13,8 миллиардами лет истории — это лишь один такой «пузырь», в котором закончилась инфляция. Он находится в бесконечном море продолжающей расширяться Мультивселенной, где постоянно рождаются новые и новые изолированные вселенные.

Выросшая из крошечного прошлого, ее история охватывает 13,8 миллиарда лет

Квантовые флуктуации, присущие пространству и растянувшиеся по всей Вселенной во время космической инфляции, породили флуктуации плотности, запечатленные в реликтовом микроволновом фоне. Они, в свою очередь, привели к появлению звезд, галактик и других крупномасштабных структур в сегодняшней Вселенной. Это картина того, как ведет себя вся Вселенная, где инфляция предшествует Большому взрыву и подготавливает его. К сожалению, мы можем получить доступ только к информации, содержащейся внутри нашего космического горизонта, который является лишь частью той самой доли одной области, где инфляция закончилась около 13,8 миллиарда лет назад. Источник: E. Siegel; ESA/Planck и Межведомственная рабочая группа DOE/NASA/NSF по исследованиям реликтового излучения — Квантовые флуктуации, присущие пространству и растянувшиеся по всей Вселенной во время космической инфляции, породили флуктуации плотности, запечатленные в реликтовом микроволновом фоне. Они, в свою очередь, привели к появлению звезд, галактик и других крупномасштабных структур в сегодняшней Вселенной. Это картина того, как ведет себя вся Вселенная, где инфляция предшествует Большому взрыву и подготавливает его. К сожалению, мы можем получить доступ только к информации, содержащейся внутри нашего космического горизонта, который является лишь частью той самой доли одной области, где инфляция закончилась около 13,8 миллиарда лет назад. *Источник: E. Siegel; ESA/Planck и Межведомственная рабочая группа DOE/NASA/NSF по исследованиям реликтового излучения*

В пространстве и времени развернулось множество эпох и вех

Наша Вселенная, от горячего Большого взрыва и до наших дней, претерпела впечатляющий рост, эволюцию, и продолжает развиваться. Вся наша наблюдаемая Вселенная примерно 13,8 миллиарда лет назад была размером с небольшой валун, но сегодня ее радиус составляет ~46 миллиардов световых лет. Сложная структура, которая возникла, должна была вырасти из начальных неоднородностей, составлявших как минимум ~0,003% от средней плотности на ранних этапах, и прошла через фазы, когда впервые сформировались атомные ядра, нейтральные атомы и звезды. Источник: NASA/CXC/M. Weiss — Наша Вселенная, от горячего Большого взрыва и до наших дней, претерпела впечатляющий рост, эволюцию, и продолжает развиваться. Вся наша наблюдаемая Вселенная примерно 13,8 миллиарда лет назад была размером с небольшой валун, но сегодня ее радиус составляет ~46 миллиардов световых лет. Сложная структура, которая возникла, должна была вырасти из начальных неоднородностей, составлявших как минимум ~0,003% от средней плотности на ранних этапах, и прошла через фазы, когда впервые сформировались атомные ядра, нейтральные атомы и звезды. *Источник: NASA/CXC/M. Weiss*

Самая ранняя фаза, в существовании которой мы уверены, — это космическая инфляция: энергичный, чрезвычайно быстрый период расширения

Хотя у нас нет достаточной информации, чтобы делать какие-либо выводы о состоянии, предшествовавшем космической инфляции, мы знаем, что инфляция была быстрым и неудержимым процессом, который заставлял Вселенную удваиваться в размерах с каждой крошечной долей секунды, растягивая то, что изначально было субатомно малой областью, до размеров, превышающих наблюдаемую Вселенную, за невероятно короткие промежутки времени. Источник: Ben Gibson/PopChart — Хотя у нас нет достаточной информации, чтобы делать какие-либо выводы о состоянии, предшествовавшем космической инфляции, мы знаем, что инфляция была быстрым и неудержимым процессом, который заставлял Вселенную удваиваться в размерах с каждой крошечной долей секунды, растягивая то, что изначально было субатомно малой областью, до размеров, превышающих наблюдаемую Вселенную, за невероятно короткие промежутки времени. *Источник: Ben Gibson/PopChart*

Это подготовило фазу горячего Большого взрыва: образовался плотный бульон из частиц и античастиц

На самых ранних стадиях горячего Большого взрыва не могло образовываться никаких связанных структур, существовал лишь «первичный суп» из частиц материи, частиц антиматерии и бозонов, таких как фотоны. Это горячее, плотное и быстро расширяющееся состояние представляет собой самые экстремальные условия, когда-либо существовавшие во Вселенной, но они были мимолетными: Вселенная быстро остывала. Источник: Brookhaven National Labs/RHIC — На самых ранних стадиях горячего Большого взрыва не могло образовываться никаких связанных структур, существовал лишь «первичный суп» из частиц материи, частиц антиматерии и бозонов, таких как фотоны. Это горячее, плотное и быстро расширяющееся состояние представляет собой самые экстремальные условия, когда-либо существовавшие во Вселенной, но они были мимолетными: Вселенная быстро остывала. *Источник: Brookhaven National Labs/RHIC*

Вскоре образовались барионы, затем атомные ядра, а вскоре после этого и нейтральные атомы

За первую долю секунды после Большого взрыва частицы и античастицы аннигилируют, нестабильные остаточные виды распадаются, а кварки объединяются в адроны. В течение следующих нескольких минут протоны и нейтроны превращаются друг в друга и сливаются, образуя легкие атомные ядра. Лишь спустя 380 000 лет начинают образовываться нейтральные атомы, однако все это представляет собой лишь первые 0,0028% космической истории. Источник: Ben Gibson/PopChart — За первую долю секунды после Большого взрыва частицы и античастицы аннигилируют, нестабильные остаточные виды распадаются, а кварки объединяются в адроны. В течение следующих нескольких минут протоны и нейтроны превращаются друг в друга и сливаются, образуя легкие атомные ядра. Лишь спустя 380 000 лет начинают образовываться нейтральные атомы, однако все это представляет собой лишь первые 0,0028% космической истории. *Источник: Ben Gibson/PopChart*

Как только сформировались и стабилизировались атомы, гравитация начала медленно формировать космические структуры

На иллюстрации показан пример одной из первых звезд во Вселенной, которая зажигается и ярко светит, окруженная коконом из нейтрального газа. Без наличия металлов, которые могли бы охладить ее, излучая энергию, только крупномасштабные сгустки в самых массивных областях могут образовывать звезды. Самые первые звезды, вероятно, сформировались, когда Вселенной было всего от 30 до 100 миллионов лет, или при красном смещении около 30-70. Для сравнения, телескоп JWST смог заглянуть лишь на 285 миллионов лет после Большого взрыва, что соответствует красному смещению 14. Источник: Nicole Rager Fuller/ NSF — На иллюстрации показан пример одной из первых звезд во Вселенной, которая зажигается и ярко светит, окруженная коконом из нейтрального газа. Без наличия металлов, которые могли бы охладить ее, излучая энергию, только крупномасштабные сгустки в самых массивных областях могут образовывать звезды. Самые первые звезды, вероятно, сформировались, когда Вселенной было всего от 30 до 100 миллионов лет, или при красном смещении около 30-70. Для сравнения, телескоп JWST смог заглянуть лишь на 285 миллионов лет после Большого взрыва, что соответствует красному смещению 14. *Источник: Nicole Rager Fuller/ NSF*

Формируются первые звезды, освещающие и в конечном итоге реионизирующие глубины космоса

Эта часть плаката Иллюстрированной истории Вселенной детально описывает состав первых звезд и показывает, как они впервые светят сквозь тьму. По мере того как ультрафиолетовый свет, генерируемый звездой, устремляется от нее, эти фотоны сталкиваются с нейтральными атомами в межгалактической среде, реионизируя их и делая Вселенную прозрачной для звездного света. Источник: Ben Gibson/PopChart — Эта часть плаката Иллюстрированной истории Вселенной детально описывает состав первых звезд и показывает, как они впервые светят сквозь тьму. По мере того как ультрафиолетовый свет, генерируемый звездой, устремляется от нее, эти фотоны сталкиваются с нейтральными атомами в межгалактической среде, реионизируя их и делая Вселенную прозрачной для звездного света. *Источник: Ben Gibson/PopChart*

Галактики, эти огромные скопления звезд, растут, поглощая вещество и сливаясь друг с другом

Триплет M81, состоящий из M81 (справа по центру), M82 (сверху) и NGC 3077 (слева), соединен обширным мостом из нейтрального водорода. Снижение объема газа, звездообразование и гравитационные приливные эффекты взаимосвязаны, причем сила приливных сил возрастает гораздо быстрее с уменьшением расстояния, чем даже гравитационная сила. В конечном итоге все три эти галактики должны слиться. Источник: Blok et al. 2018, ApJ — Триплет M81, состоящий из M81 (справа по центру), M82 (сверху) и NGC 3077 (слева), соединен обширным мостом из нейтрального водорода. Снижение объема газа, звездообразование и гравитационные приливные эффекты взаимосвязаны, причем сила приливных сил возрастает гораздо быстрее с уменьшением расстояния, чем даже гравитационная сила. В конечном итоге все три эти галактики должны слиться. *Источник: Blok et al. 2018, ApJ*

Доминирующей формой космической массы является темная материя, а не обычное вещество, состоящее из атомов

Этот фрагмент симуляции формирования структур, в котором расширение Вселенной масштабировано, представляет миллиарды лет гравитационного роста во Вселенной, богатой темной материей. Со временем сверхплотные сгустки материи становятся все более плотными и массивными, вырастая в галактики, группы и скопления галактик, в то время как менее плотные, чем в среднем, области предпочитают отдавать свое вещество более плотным окружающим областям. «Пустые» области между связанными структурами продолжают расширяться, но сами структуры, как только они становятся гравитационно связанными, не расширяются. Источник: Ralf Kaehler and Tom Abel (KIPAC) / Oliver Hahn — Этот фрагмент симуляции формирования структур, в котором расширение Вселенной масштабировано, представляет миллиарды лет гравитационного роста во Вселенной, богатой темной материей. Со временем сверхплотные сгустки материи становятся все более плотными и массивными, вырастая в галактики, группы и скопления галактик, в то время как менее плотные, чем в среднем, области предпочитают отдавать свое вещество более плотным окружающим областям. «Пустые» области между связанными структурами продолжают расширяться, но сами структуры, как только они становятся гравитационно связанными, не расширяются. *Источник: Ralf Kaehler and Tom Abel (KIPAC) / Oliver Hahn*

Ее [преимущественно темной материи] гравитация формирует галактические группы и скопления, а позже — нитевидную космическую паутину

Гравитация, время и материя (в основном темная материя, но также и обычная материя, которой существенно меньше) управляют формированием структуры в космических масштабах по всей Вселенной. Наличие этих ингредиентов приводит к формированию галактик, групп и скоплений галактик, а также крупномасштабной нитевидной сети космической паутины. Мы обычно говорим, что темная материя образует «хребет» космической паутины, и эта иллюстрация полностью согласуется с этой идеей. Источник: Ben Gibson/PopChart — Гравитация, время и материя (в основном темная материя, но также и обычная материя, которой существенно меньше) управляют формированием структуры в космических масштабах по всей Вселенной. Наличие этих ингредиентов приводит к формированию галактик, групп и скоплений галактик, а также крупномасштабной нитевидной сети космической паутины. Мы обычно говорим, что темная материя образует «хребет» космической паутины, и эта иллюстрация полностью согласуется с этой идеей. *Источник: Ben Gibson/PopChart*

После миллиардов лет эволюции наш Млечный Путь становится узнаваемым

Спиральная галактика UGC 12158, с рукавами, перемычкой (баром) и ответвлениями, с низким, спокойным темпом звездообразования и намеком на центральное утолщение (балдж), может быть единственной наиболее похожей на наш Млечный Путь галактикой, обнаруженной на сегодняшний день. Она гравитационно не взаимодействует и не сливается ни с какими близлежащими галактиками-соседями, поэтому происходящее внутри нее звездообразование обусловлено в первую очередь волнами плотности, возникающими в спиральных рукавах в галактическом диске. Источник: ESA/Hubble & NASA — Спиральная галактика UGC 12158, с рукавами, перемычкой (баром) и ответвлениями, с низким, спокойным темпом звездообразования и намеком на центральное утолщение (балдж), может быть единственной наиболее похожей на наш Млечный Путь галактикой, обнаруженной на сегодняшний день. Она гравитационно не взаимодействует и не сливается ни с какими близлежащими галактиками-соседями, поэтому происходящее внутри нее звездообразование обусловлено в первую очередь волнами плотности, возникающими в спиральных рукавах в галактическом диске. *Источник: ESA/Hubble & NASA*

Внутри Млечного пути формируется знакомая звезда и звездная система: наш космический дом.

Будучи всего лишь одним объектом, формирующимся вдоль нити в космической паутине, Млечный Путь не является космически выдающимся, отличным от всего существующего, но примечателен для нас тем, что в нем мы появились мы. История галактик, падающих в него, сливающихся с ним и помогающих ему расти, — это история, которая разворачивается для сотен миллиардов (или более) галактик, подобных Млечному Пути, по всей Вселенной. Источник: Ben Gibson/PopChart — Будучи всего лишь одним объектом, формирующимся вдоль нити в космической паутине, Млечный Путь не является космически выдающимся, отличным от всего существующего, но примечателен для нас тем, что в нем мы появились мы. История галактик, падающих в него, сливающихся с ним и помогающих ему расти, — это история, которая разворачивается для сотен миллиардов (или более) галактик, подобных Млечному Пути, по всей Вселенной. *Источник: Ben Gibson/PopChart*

Тем временем на космическую арену выходит темная энергия, ускоряя удаление несвязанных космических объектов

Возможные судьбы Вселенной (три верхние иллюстрации) соответствуют Вселенной, где материя и энергия в совокупности противостоят начальной скорости расширения. В нашей наблюдаемой Вселенной ускорение ее расширения вызвано некой силой, называемой темной энергией, которая до сих пор не поддается объяснению. Всеми этими Вселенными управляют уравнения Фридмана, которые связывают расширение Вселенной с различными типами материи и энергии, присутствующими в ней. Источник: E. Siegel/Beyond the Galaxy

Примечание avshkol

Closed, decelerating Universe: закрытая, замедляющаяся Вселенная

Расширение постепенно замедляется из-за гравитации. В итоге Вселенная начнёт сжиматься обратно к точке (“Большое сжатие”)
Flat, decelerating Universe: плоская, замедляющаяся Вселенная

Расширение замедляется, но никогда полностью не остановится. Скорость расширения стремится к нулю, но не достигает его. Форма конуса остаётся практически постоянной
Open, decelerating Universe: открытая, замедляющаяся Вселенная

Расширение продолжается вечно, хотя и замедляется. Гравитации недостаточно для остановки расширения Конус продолжает расширяться.
Flat, accelerating Universe: плоская, ускоряющаяся Вселенная

Это наша реальная Вселенная. Расширение не замедляется, а ускоряется из-за тёмной энергии. Конус расширяется с некоторым ускорением

Круги внутри конусов показывают, как менялся объём наблюдаемой Вселенной со временем.

Через 4,5 миллиарда лет после формирования Земли на ней возникает разумный, технологически развитый вид

Возможно, определяющим моментом космической эры стал 1969 год, когда Нил Армстронг и Базз Олдрин стали первыми людьми, ступившими на Луну. Это остается выдающейся демонстацией потенциала, которым обладают люди. Люди могут овладеть величайшей силой, которая способна направить жизнь на нашей планете к лучшему. Или к худшему. Источник: Ben Gibson/PopChart — Возможно, определяющим моментом космической эры стал 1969 год, когда Нил Армстронг и Базз Олдрин стали первыми людьми, ступившими на Луну. Это остается выдающейся демонстацией потенциала, которым обладают люди. Люди могут овладеть величайшей силой, которая способна направить жизнь на нашей планете к лучшему. Или к худшему. *Источник: Ben Gibson/PopChart*

Примечание avshkol

Хотя высадка на Луну в 1969 году часто называется определяющим моментом космической эры, сама эра началась на двенадцать лет раньше, и её величайшие прорывы принадлежат советской космической программе.

4 октября 1957 года в СССР был запущен «Спутник-1», первый в истории искусственный спутник Земли. Его простой радиосигнал «бип-бип-бип», принятый радиолюбителями по всему миру, ознаменовал начало космической эры человечества и доказал, что выход за пределы планеты реален. Выход человечества из гравитационного колодца Земли был положен 4 октября 1957 года.

12 апреля 1961 года советский космонавт Юрий Алексеевич Гагарин на корабле «Восток-1» совершил первый в истории полёт человека в космос. Его знаменитое «Поехали!» знают во всём мире. Этот полёт длился всего 108 минут, но навсегда изменил представление о возможностях человечества. Полет человека в космос был существенно более важной вехой, достижение искусственным аппаратом или человеком спутника Земли — Луны, лишь следующая веха на этом пути, хотя и очень значительная. Следующими будут выход на орбиту Марса и приземление человека на Марсе, создание постоянной колонии на Марсе, выход к астероидному поясу и начало добычи там полезных ископаемых, полёт человека к другим планетам Солнечной системы.

Объединяя наши ресурсы и работая вместе, мы достигаем великих вех

В июле 1969 года человечество сделало свои первые шаги по поверхности другого мира: Луны. Это было венцом достижений NASA и космической программы в 1960-х годах, представляя собой глобальную победу науки и человеческого разума. Теперь, в 2026 году, ясно, что новое направление, в котором движется страна [имеется в виду США, откуда родом Итан], будет включать в себя совершенно иной набор приоритетов. Источник: NASA/Apollo 11/Neil Armstrong — В июле 1969 года человечество сделало свои первые шаги по поверхности другого мира: Луны. Это было венцом достижений NASA и космической программы в 1960-х годах, представляя собой глобальную победу науки и человеческого разума. Теперь, в 2026 году, ясно, что новое направление, в котором движется страна [имеется в виду США, откуда родом Итан], будет включать в себя совершенно иной набор приоритетов. *Источник: NASA/Apollo 11/Neil Armstrong*

Примечание avshkol

Итан, как патриот США и пишущий преимущественно для американского читателя, связывает освоение космоса преимущественно со своей страной.

Но, говоря об освоении космоса, нужно упомянуть и другие программы, Китайскую, Европейскую, Индийскую, Российскую. Это глобальная работа человечества, в которой участвуют многие страны. Вот основные космические державы и их вклад:

В 2024 году Китай провел 67 успешных запусков ракет, уступив лишь США. С 2021 года успешно работает орбитальная станция «Тяньгун». Активно развивается лунная программа: миссии «Чанъэ-7» (2026) и «Чанъэ-8» (2028) для исследования южного полюса Луны.

Европейское космическое агентство (ESA) реализует масштабные научные программы и миссии по исследованию космоса.

Индийская космическая программа (ISRO): выполнила более 166 миссий, включая запуски спутников и технологические демонстрации. Так, в 2023 году Чандраян-3 совершила историческую посадку на южном полюсе Луны.

Российская космическая программа (Роскосмос): запускается и планируется в дальнейшем не менее 130 спутников в год. Поддерживается сотрудничество с NASA по программе МКС, Россия здесь является одним из ведущих игроков, российские космонавты постоянно присутствуют на МКС. Планируется миссия «Луна-28» для отработки технологий посадки и исследования лунных ресурсов.

Именно международное сотрудничество и здоровая конкуренция двигают человечество к звездам.

Что примечательно, одна-единственная художественная иллюстрация может вместить все сказанное выше:

Этот плакат создан, чтобы рассказать историю космоса с момента, предшествующего Большому взрыву до наших дней. Его уникальное художественное исполнение позволяет нам визуализировать Вселенную частями, где каждая часть представляет собой различную доминирующую эпоху в астрофизике. Источник: Ben Gibson/PopChart — Этот плакат создан, чтобы рассказать историю космоса с момента, предшествующего Большому взрыву до наших дней. Его уникальное художественное исполнение позволяет нам визуализировать Вселенную частями, где каждая часть представляет собой различную доминирующую эпоху в астрофизике. *Источник: Ben Gibson/PopChart*

Рубрика Mostly Mute Monday рассказывает астрономическую историю в изображениях и визуальных эффектах, используя не более 200 [английских] слов [не считая подписей к картинкам].

ссылка на оригинал статьи https://habr.com/ru/articles/1055484/