Что такое космическая паутина?
Глядя на ночное небо, кажется, что звезды и галактики расположены более или менее случайным образом. Это, однако, не совсем так. Несмотря на хаотичность, Вселенная — это не случайная путаница объектов. Может показаться удивительным, однако у Вселенной есть структура, состоящая из массивных нитей галактик, разделенных между собой гигантскими пустотами. Ученые называют эту структуру космической паутиной. Но почему она такая странная? Ответ, вероятно, заключается в процессах, которые произошли в первые несколько сотен тысяч лет после Большого взрыва.
Так выглядит космическая паутина
Что такое войды и галактические нити?
Нам с вами невероятно повезло. По крайней мере, так считал выдающийся физик-теоретик Стивен Хокинг. По мнению ученого, хоть мы и живем на обыкновенной планете, что вращается вокруг ничем не примечательной звезды, у нас есть шанс познать Вселенную. Сегодня составлена карта не только ближайших к Земле экзопланет, но также всей наблюдаемой Вселенной. И если от одного взгляда на такую карту у вас начинает немного кружится голова, то приготовьтесь к настоящему аттракциону.
Перед вами карта наблюдаемой Вселенной. С ума сойти можно, правда?
Чтобы попытаться представить себе примерные масштабы происходящего, давайте начнем отсчет от галактики Млечный Путь. Наши ближайшие галактические соседи это галактика Андромеды и галактика Треугольника. А также около 50 галактик Местной группы. Космический телескоп Hubble не раз фотографировал этих удивительных жителей космического пространства. Однако не стоит забывать о том, что Вселенная расширяется, а значит, галактики разлетаются друг от друга в самые разные стороны. Недавно мы писали о том, что на космических просторах чего только не происходит, в том числе и столкновение сразу трех галактик между собой.
Так выглядят 15 тысяч галактик в объективе телескопа Hubble
Однако помимо галактик на просторах космоса существуют туманности, звездные скопления, скопления галактик и даже сверхскопления галактик. Некоторые подобные объекты в наблюдаемой Вселенной были выделены астрономами в масштабные структуры из-за своих невероятно больших размеров. Самые крупные из них простираются на сотни и миллиарды световых лет. Из-за своей вытянутой формы, эти объекты были названы галактическими нитями. Эти нити переплетаются между собой, заполняют пустое космическое пространство — или войды (от английского “пустота”), словно образуя трехмерную паутину. Но и это еще не все — войды и галактические нити могут образовывать “великие стены” — относительно плоские комплексы скоплений и сверхскоплений галактик.
Какие еще тайны Вселенной вас интересуют? Давайте обсудим их с участниками нашего Telegram-чата.
Сверхскопления галактик и великие стены
Если в сверхскоплении насчитывается больше 100 тысяч галактик, то такое сверхскопление называется Ланиакеей, что в переводе с гавайского языка означает “необъятные небеса”. Красивое название, правда? В диаметре Ланиакея достигает 500 миллионов световых лет. А чтобы вы лучше могли представить себе ее масштабы, напомним, что диаметр галактики Млечный Путь составляет около 100 тысяч световых лет.
Ланиакея и ближайшее сверхскопление галактик Персея-Рыб выглядят примерно так
Таким образом, космическая сеть состоит из взаимосвязанных нитей сгруппированных галактик и газа, растянутых по всей Вселенной и разделенных гигантскими пустотами. Самой большой из обнаруженных на сегодняшний день структур является Великая стена Геркулес — Северная Корона, которая имеет ошеломляющие 10 миллиардов световых лет в диаметре и содержит несколько миллиардов галактик. Что касается войдов, то самым большим является войд КВС, названный в честь астрономов Кинана, Баргера и Коуи. Диаметр КВС составляет 2 миллиарда световых лет.
Еще больше новостей о самых разных открытиях из мира науки вы найдете на нашем канале в Яндекс.Дзен.
В целом, эти особенности придают Вселенной немного пенистый вид. Однако, стоит уменьшить масштаб, как этот паттерн исчезает, и Вселенная напоминает однородный кусочек галактик. У астрономов есть восхитительное название для этой внезапной однородности — Конец Величества (End of Greatness). В меньших масштабах, однако, мы можем увидеть структуру Вселенной. Но как появилась эта структура?
Все началось с Большого взрыва
Около 14 миллиардов лет назад Большой взрыв породил нашу Вселенную. В ранней вселенной невероятно маленькие пары частиц и античастиц спонтанно возникали и уничтожали друг друга. Таким образом, само пространство словно «кипело». Обычно эти пары частиц разрушают друг друга, но быстрое расширение ранней вселенной предотвратило это. По мере расширения пространства эти колебания также увеличивались, став причиной расхождения в плотности Вселенной.
Посмотрите видео ниже, чтобы лучше понять настоящие размеры Вселенной
Поскольку материя притягивает материю под действием силы гравитации, эти расхождения объясняют, почему материя “слипается” в одних местах, а не в других. Однако это не полностью объясняет структуру космической паутины. В первые 10-30 секунд после Большого взрыва Вселенная была полна первичной плазмы, слипшейся воедино из-за вышеупомянутых расхождений. Когда этот материал слипался, он создавал давление, которое противодействовало гравитации, создавая рябь, подобную звуковой волне. Физики называют эти пульсации барионными акустическими колебаниями. Проще говоря, эта рябь является продуктом обычной материи и темной материи. Как известно, темная материя — это самая загадочная структура во Вселенной. В целом, эти и множество других процессов, таких как взаимодействие обычной и темной материи породили космическую паутину, которая составляет собой структуру Вселенной.
Конечно, существует множество других процессов, которые повлияли на космическую паутину, но об этом мы расскажем вам в другой раз. В конце-концов, от описанного выше может немного кружится голова. Как бы не старались, мы не в силах осознать подобные масштабы Вселенной. При этом, понимание того, где мы с вами все-таки находимся, может помочь взглянуть на мир немного иначе.
Источник
Галактические стены
Космос может вызывать самые разные чувства. Вид звёздного неба, туманности и галактики восхищают своей красотой. Войды, огромные области пространства, где на миллионы световых лет нет ничего, ни звёзд, ни планет, они пугают своей пустотой. А космические расстояния и размеры заставляют нас почувствовать себя бесконечно маленькими и ничтожными. Нам людям, привыкшим в повседневной жизни измерять расстояние метрами и километрами, очень сложно осознать масштабы вселенной. Чтобы долететь до ближайшей к Солнцу звезды на современных двигателях, понадобится десятки тысяч лет. Хотя это можно сказать наши космические окрестности, всего-то четыре световых года. Однако вся наша Галактика уже 100 000 световых лет в поперечнике, а диаметр крупнейших галактик вроде IC 1101 может достигать миллионов световых лет. Сегодня мы поговорим не о звёздах и не о галактиках, а о крупнейших известных структурах во вселенной, и узнаем, что такое галактические стены или великие стены.
Где и что находится
За последнюю сотню лет наше представление о Вселенной радикально изменилась. Ещё в начале 20 века мнение о том, что наша галактика Млечный Путь это и есть вся Вселенная была доминирующим. Сейчас мы знаем, что наша Галактика лишь одна из сотен миллиардов. Она вместе с Магеллановыми Облаками и ещё несколькими карликовыми галактиками находятся в подгруппе Млечного пути, то есть они все связаны гравитационно.
В свою очередь наши подгруппы является частью местной группы галактик, куда входит ещё галактика Андромеда и Треугольника со своими спутниками. Сейчас известно больше 50 галактик в местной группе. До недавнего времени местную группу относили просто к Сверхскоплению Девы. Однако сейчас Сверхскопление Девы считают частью ещё большего Сверхскопления Ланиакеи, которая содержит в себе примерно 100 тысяч галактик и растянулась на 520 миллионов световых лет.
На фото ниже вы можете наблюдать компьютерную симуляцию вида сверхскопления. Красная точка с права — это Млечный Путь.
Мы добрались уже до очень крупного масштаба, где счёт идёт на сотни миллионов световых лет. Наверняка многие из вас видели вот это изображение, оно ниже.
Это компьютерная модель крупномасштабной структуры Вселенной. Ярко выраженная структура напоминает паутину. Тёмные области — это гигантские пустоты или войды. И конечно филаменты или галактические нити, которые состоят из скоплений и сверхскоплений галактик, среди нитей выделяют галактические стены или по-другому называют великие стены.
Что из себя они представляют
На данный момент именно великие стены удерживают рекорды крупнейших структур во вселенной. Их называют стенами потому что они имеют более плоскую форму.
Первая такая стена была обнаружена только в 1989 году, это великая стена или стена CfA2. Сложность обнаружения стены заключалась в том, что чтобы узнать её структуру нужно определить координаты галактик в трёхмерном пространстве. Для этого использовался обзор красного смещения, благодаря которому стена была обнаружена. Состав стены входит сверхскопление Льва, Геркулеса и Волос Вероники в длину она достигает 750 миллионов световых лет ширина около 300, но в толщину всего 16 миллионов световых лет. Какое-то время стена CfA2 удерживала рекорд крупнейший известной структуры.
Но в 2003 году была открыта великая стена Слоуна, а она уже достигает в длину почти 1,4 миллиарда световых лет. Расположилась она в области созвездие Гидра, Ворон и Кентавр.
Как находят и изучают такие большие структуры
Но возможно у вас возникает вопрос, как именно находят такие великие стены. Да и вообще, как изучают крупномасштабную структуру вселенной в целом. Собственно, великая стена Слоуна обнаружена благодаря Слоуновскому цифровому небесному обзору, на английском сокращаются как SDSS.
Но, что значит обзор, задача этого проекта изучать непросто отдельные объекты, а составлять подробную трёхмерную карту неба доступного в точке наблюдения.
Два главных инструмента — это широкоугольный телескоп с диаметром главного зеркала два с половиной метра и спектрограф, который измеряет спектры отдельных объектов.
Но как он измеряет спектры отдельных объектов если это широкоугольный телескоп и в поле его зрения попадает сразу множество объектов. А это кстати очень интересно.
Телескоп делает снимок участка неба, астрономы выбирают галактики и делают точные измерения их координат. На основании этих данных в специальных металлических пластинах в строгом соответствии с координатами объектов делаются отверстия. И для разных участков небо делаются отдельные пластины. Одна такая пластина соответствует участку небо шириной примерно равный шести диаметрам Луны. Далее каждому отверстию подключается оптическое волокно. И волокно проводит свет от отдельного объекта в спектрограф и учёные получают спектр объекта. Это позволяет узнать много об объекте и в частности красное смещение.
Главное, что это позволяет узнать расстояние до объекта, а значит сопоставив телескопические наблюдения с данными о расстоянии, можно построить трёхмерную карту астрономических объектов.
Проект изучил более тридцати пяти процентов небесной сферы, 500 миллионов объектов и получил спектры более 3 миллионов объектов. Так в результате работая с SDSS и построение трёхмерной карты, была и обнаружена великая стена Слоуна.
Какие существуют великие стены
Несколько лет великая стена Слоуна удерживала рекорд крупнейший известной структуры наблюдаемой вселенной.
Однако затем была обнаружена великая стена Геркулес — Северная Корона она растянулась на невообразимые 10 миллиардов световых лет. На сегодняшний день это самая большая известная структура в наблюдаемой вселенной. Об открытии объявили в 2013 году и с тех пор были ещё исследование в пользу её существования.
Например, вот это. В отличие от великой стены Слоуна, она была обнаружена другим способом. В данном случае использовались гамма-всплески, которые происходят достаточно редко, и их концентрация в одной области означает большую концентрацию материя. Были использованы данные космических и наземных телескопов которые работают в гамма и рентгеновских диапазонах. В небе изучались гамма-всплески и по их концентрации в одной области было обнаружено огромное сверхскопление галактик.
Кроме трёх упомянутых стен, есть и другие крупномасштабные структуры сотни миллионов, и миллиарды световых лет. Не все они являются именно стенами.
Учёные продолжают изучать вселенную и возможно в будущем нас вновь паразит открытие новой самой большой структуры во вселенной.
Источник
За пределами Млечного Пути обнаружена галактическая стена
Недавно астрономы обнаружили, что за Млечным Путем существует огромная стена, состоящая из тысяч галактик – сгустков из триллионов звезд и миров, а также пыли и газа, выстроенных в виде занавеса, пересекающего по меньшей мере 700 миллионов световых лет пространства. Она вьется за пылью, газом и звездами нашей собственной галактики от созвездия Персея в Северном полушарии до созвездия Апуса в Южном. Эта стена настолько массивна, что возмущает локальное расширение Вселенной, но увидеть ее невозможно, так как все это звездное скопление находится прямо за нашей родной галактикой. Астрономы называют эту область Зоной избегания (Zone of Avoidance).
Так выглядит звездное ядро галактики Млечный Путь в инфракрасном свете. Изображение получено космическим телескопом NASA Spitzer. За ним скрывается стена Южного полюса – завеса из тысяч галактик, протянувшихся по меньшей мере на 700 миллионов световых лет.
Зона избегания – область на небе, закрываемая галактикой Млечный Путь. Первоначально получила название «Зона немногочисленных туманностей».
Что такое галактическая стена?
Согласно статье, опубликованной в The New York Times, международная группа астрономов во главе с Даниэлем Помаредом из университета Париж-Сакле и Р. Брентом Талли из Гавайского университета опубликовала результаты нового исследования в журнале Astrophysical Journal. В работе присутствуют карты и диаграммы особенностей нашей локальной Вселенной, а также видео-экскурсия по стене Южного полюса.
Эта работа – последняя часть продолжающейся миссии, главной целью которой является обнаружение нашего места во Вселенной. В конце-концов мы должны знать своих галактических соседей и бесконечных пустот в лицо, ведь именно благодаря им можно понять, куда мы движемся. Открытие особенно примечательно, так как обнаруженное гигантское звездное скопление все это время оставалось незамеченным. Но что именно удалось узнать ученым?
Как оказалось, новая стена объединяет множество других космографических особенностей: расположение галактик или их отсутствие, о чем исследователи узнали за последние несколько десятилетий. Исследование основывается на измерениях расстояний от 18 000 галактик до 600 миллионов световых лет. Для сравнения – самые отдаленные объекты, которые мы можем увидеть — это квазары и галактики, образовавшиеся вскоре после Большого взрыва, — находятся от нас на расстоянии около 13 миллиардов световых лет.
Компьютерная модель стены Южного полюса, с более плотными областями материи, отображенными красным цветом. Вся показанная область занимает около 1,3 миллиарда световых лет; галактика Млечный Путь, едва достигающая 100 000 световых лет в поперечнике, расположена в центре изображения
Еще больше новостей о последних открытиях в области астрономии и астрофизики читайте на нашем канале в Google News
В расширяющейся Вселенной далекие галактики удаляются от нас, прямо как точки на надувающемся воздушном шаре; чем дальше они находятся, тем быстрее они удаляются от нас, согласно соотношению, называемому законом Хаббла. Это движение от Земли заставляет свет от галактик смещаться к более длинным, более красным длинам волн и более низким частотам, словно удаляющиеся сирены скорой помощи. Измеряя расстояния между галактиками исследователи смогли отличить движение, вызванное космическим расширением, от движения, вызванного гравитационными неравномерностями.
В результате астрономы обнаружили, что галактики между Землей и стеной Южного полюса удаляются от нас немного быстрее, чем должны были. А галактики за стеной движутся медленнее, чем следовало бы, сдерживаемые гравитационным сопротивлением стены. И все же, в космологическом отношении, стена Южного полюса находится поблизости. Можно удивиться тому, как такое большое и не столь отдаленное сооружение оставалось незамеченным все эти годы, но в расширяющейся Вселенной всегда есть на что посмотреть.
Космические пустоты
Космологи утверждают, что в самых больших масштабах Вселенная должна расширяться плавно, а галактики должны быть равномерно распределены. Но в меньших, более локальных масштабах Вселенная выглядит бугристой и искривленной. Ученые обнаружили, что галактики собираются, часто тысячами, в гигантские облака, называемые скоплениями и что они соединены друг с другом в кружевные, светящиеся цепочки и нити, образуя сверхскопления, простирающиеся на миллиарды световых лет. А вот между ними – обширные пустыни тьмы, называемые пустотами.
Проекция стены Южного полюса. Плоскость Млечного Пути показана на карте оттенком серого; то, что лежит за Стеной скрыто от прямого наблюдения.
Хотите удивить друзей и знакомых новостями обустройстве Вселенной, подписывайтесь на нашем канале в Яндекс.Дзен. Так вы сможете читать статьи, которых нет на сайте.
Так или иначе, наша планета находится в Солнечной системе, которая находится в галактике Млечный Путь. Млечный Путь, в свою очередь, является частью небольшого скопления галактик, называемого местной группой галактик, которая находится на краю скопления Девы – конгломерата из нескольких тысяч галактик. В 2014 году исследователи предположили, что все эти особенности связаны между собой, словно часть гигантского конгломерата, который он назвал Ланиакеей. Подробнее о том, что представляет из себя Ланиакея и галактические пустоты, читайте в нашем материале.
В 1986 году группа астрономов обнаружила, что галактики на огромной полосе неба в направлении созвездия Центавра улетают гораздо быстрее, чем предсказывал закон Хаббла – словно их тянет к чему-то, что астрономы называют Великим Аттрактором.
Источник