Diseño del universo

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He estado trabajando en un juego espacial en mi tiempo libre, y últimamente he estado pensando en cómo diseñar el universo. Aunque he buscado y me ha resultado difícil obtener una buena visión de cómo se ve el universo. Encontré muchas buenas fuentes, aunque soy un aprendiz muy visual y me resultó difícil obtener una buena imagen del universo con lo que encontré. Tampoco sé cuáles fueron las fuentes buenas, confiables, precisas y actualizadas.

Entonces, ¿hay alguna buena fuente visual para obtener una imagen del universo? Preferiblemente una serie de televisión o un libro muy bien ilustrado, o tal vez incluso un programa de computadora.

Editar: Estoy buscando una visión más general del universo. Como cómo se ven las galaxias y cuál es su escala. Según tengo entendido, contienen una combinación de planetas, sistemas solares, cúmulos estelares, ... Aunque no pude tener una buena idea de lo densos que son. ¿Hay mucho espacio (relativamente) entre estos sistemas solares y los cúmulos estelares? Descubrí que nuestro sistema solar tiene aproximadamente 4 horas de luz, ¿aunque los vecinos están a años luz promedio o a miles de años luz de distancia? Y en el espacio entre ellos, ¿está mayormente vacío o hay polvo espacial? La misma pregunta para lo que sea que circunda nuestra galaxia (si lo hace) y qué hay entre las diferentes galaxias. (¿Y quizás qué más hay del tamaño de una galaxia por ahí?)

Obtuve una visión vaga de todo esto al leer textos, aunque siento que me falta mucho.

Edición 2: no estoy buscando propiedades de diferentes planetas, eso es en una escala demasiado pequeña. En el juego planeo hacer un universo ficticio (quizás generado aleatoriamente, aunque aún no se ha decidido), pero quiero que el diseño amplio sea realista.

Edición 3: acabo de encontrar esto: http://htwins.net/scale2/ Esto me ayudó MUCHO a tener una idea del tamaño relativo de las cosas.

¡Muchas gracias!

El extraño
fuente
Para mayor claridad, estás preguntando sobre el universo observable , ¿verdad? Porque ni siquiera sabemos qué hay más allá del horizonte visible. Además, el universo observable tiene un radio de observación de 13.7 mil millones de años luz (la distancia real se debe aún más a la expansión, vea la respuesta de Gerald), por lo que hay muchas áreas en las que no tenemos muchos detalles. ¿Cuántos detalles esperas? ¿Para qué esperas usar la imagen en el juego espacial?
called2voyage
Por favor explique exactamente a qué se refiere. ¿Forma? Distribución de la materia? ¿Talla? Conectividad?
Envite
@ called2voyage, sí, estoy hablando del universo observable desde entonces. Actualizaré la pregunta con más detalles sobre lo que estoy buscando.
The Oddler
Asegúrese de que los objetos más distantes se vean más grandes que los objetos más cercanos, para que sea realista y no "ingenuo" .
LocalFluff

Respuestas:

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Aquí hay una descripción general de las diferentes escalas que podemos ver en el universo. En escalas más allá es casi homogéneo, y llegamos al borde del universo visible. Hay muchas imágenes detalladas disponibles, por ejemplo, del telescopio espacial Hubble .

Si necesita una descripción tridimensional del universo, su programa probablemente necesitará leer partes de catálogos de estrellas, nubes, cúmulos estelares o galaxias, similares a un software de planetario.

La estructura general del universo y sus contenidos pueden resumirse de la siguiente manera:

  • El universo observable tiene un diámetro del orden de 10 billones de años luz; depende de cuál de las varias nociones de distancia se elija. Para distancias inferiores a unos cientos de millones de años luz, las nociones se vuelven similares.
  • El universo tiene aproximadamente 13.800 millones de años, comenzó como un estado cálido y denso (Big Bang), se expande y es euclidiano casi tridimensional más una dimensión de tiempo a gran escala; ese tipo de espacio más tiempo se llama espacio-tiempo de Minkowski . Su temperatura promedio ahora está cerca de 2.7 K; podemos detectar un fondo de esta temperatura como fondo cósmico de microondas (CMB); Se cree que el CMB es el resplandor rojo de su estado como plasma caliente a 380,000 años después del Big Bang.
  • El universo se compone principalmente (según los modelos actuales) de energía oscura (alrededor del 70%); eso es invisible Se cree que la energía oscura se distribuye por igual, aunque esto se investigará con más detalle.
  • La mayoría (alrededor del 63%) de la materia es fría (lenta) y "oscura", pero no está distribuida de manera equitativa. Se cree que la materia oscura forma grandes halos alrededor de galaxias y cúmulos de galaxias. Es invisible e interactúa a través de la gravedad con la materia ordinaria. Se puede inferir de la lente gravitacional y la distribución de velocidad de las estrellas dentro de las galaxias.
  • Gran parte del material restante consiste en neutrinos calientes (rápidos) ; son muy difíciles de detectar, pero se pueden detectar y se pueden inferir de las mediciones de desintegración nuclear.
  • Parte de la energía del universo consiste en fotones (por ejemplo, ondas de radio, luz, rayos X, rayos gamma, campos magnéticos y eléctricos).
  • Una parte menor (alrededor del 5%) del universo consiste en átomos e iones (simplificada llamada materia bariónica ); Ese es el tipo de materia que sabemos por nuestra experiencia inmediata.
  • Se cree que aproximadamente la mitad de la materia bariónica en el universo es el medio intergaláctico hecho de un plasma rarificado, que consiste en átomos de hidrógeno, protones, electrones, iones de helio. Se cree que forma enormes filamentos alrededor de huecos de aproximadamente 100 millones de años luz de diámetro.
  • Los filamentos conectan e incrustan supercúmulos de galaxias . Nuestro grupo local de galaxias es parte del supercúmulo de Virgo .
  • Los supercúmulos de galaxias están formados por cúmulos de galaxias (diámetro de hasta aproximadamente 30 millones de años luz), como el cúmulo de Virgo , y grupos de galaxias (diámetro de hasta aproximadamente 10 millones de años luz), como el grupo local . A veces se define una agrupación intermedia (entre supercúmulo y cúmulo) como una nube de galaxias.
  • Los cúmulos de galaxias contienen hasta aproximadamente 1000 galaxias, grupos de galaxias de menos de 50. Las galaxias pueden tener tamaños de aproximadamente 100,000 años luz de ancho y consisten (además de un halo de materia oscura) principalmente en gas y polvo interestelar . Después de las colisiones de galaxias, este gas puede ser consumido por la formación de estrellas o eliminado de la galaxia. Una galaxia típicamente contiene miles de millones de estrellas. Se distingue el gas interestelar de diferente temperatura.
  • Las galaxias pueden contener estrellas en el diagrama de Hertzsprung-Russel , estrellas de neutrones, agujeros negros, a veces supernovas y planetas rougue , probablemente también rocas más pequeñas expulsadas de los sistemas planetarios. Las estrellas se pueden agrupar en sistemas binarios, ternarios o más grandes de estrellas hasta grupos de estrellas abiertos y globulares . Los cúmulos globulares son generalmente viejos, ubicados en el halo de una galaxia y contienen hasta un millón de estrellas, en su mayoría viejas, que pueden tener un agujero negro ( IMBH ) en su centro. Los cúmulos abiertos son en su mayoría jóvenes y están en el disco galáctico . Se distinguen un par de diferentes tipos de galaxias, por ejemplo, galaxias elípticas y espirales . DensoLas nubes moleculares pueden ser el lugar donde se forman las estrellas y comienzan como cúmulos abiertos.
  • La distancia entre las estrellas suele ser de unos pocos años luz; en cúmulos globulares está muy por debajo de un año luz. En el centro galáctico ( bulto ) las estrellas también están más cerca unas de otras. El diámetro de una estrella puede variar de aproximadamente 10 kilómetros ( estrellas de neutrones ) a varias unidades astronómicas ( supergigantes rojas ), la masa de aproximadamente 13 masas de Júpiter para enanas marrones (o por una definición más estricta de 0.075 masas solares para enanas rojas ) a varias 100 masas solares .
  • Un centro de galaxias está poblado principalmente por un agujero negro supermasivo (SMBH), con aproximadamente el 0.1% de la masa de la galaxia, la masa de la SMBH puede variar de una galaxia a otra.
  • Las galaxias pueden colisionar y formar temporalmente galaxias irregulares .
  • Los sistemas planetarios alrededor de las estrellas parecen ser comunes; se cree que se forman a partir de discos protoplanetarios poco después de que se haya formado la estrella central. La parte más externa de los sistemas planetarios puede extenderse medio año luz, hasta los límites de la esfera Hill de la estrella central; depende de la distancia y masa de las estrellas vecinas. Los planetas pueden formarse fuera del límite de Roche de una estrella; Los asteroides pequeños pueden sobrevivir más cerca de la estrella central por algún tiempo. Un sistema planetario puede contener planetas, planetas enanos, lunas, asteroides, troyanos, cometas, polvo, campos magnéticos, viento estelar.

Eso ciertamente aún está incompleto, y la mayoría de las nociones se pueden subdividir en mucho más detalle.

Gerald
fuente
¡Gracias, este es un gran resumen! Aunque, como dije, esto me da una idea muy vaga de cómo se ve el universo, pero todavía me cuesta visualizarlo en mi cabeza. Estoy buscando una explicación más visual. ¡Aunque todavía ayuda mucho! (¡Especialmente todos los enlaces que explican los términos que usa son geniales!)
The Oddler
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@TheOddler Este mapa puede darle una idea del Supercúmulo de Virgo. Todo está mapeado solo por puntos, pero acerca y aleja y sigue siendo bastante interesante.
called2voyage
@ called2voyage gracias! Que un mapa impresionante: D
The Oddler
¿Cuántos cúmulos de galaxias y grupos de galaxias están contenidos en un supercúmulo de galaxias típico?
set5