Строение Вселенной
Перед тем, как узнать о строении Вселенной, нужно определиться с тем, что именно вы понимаете под этим понятием. У слова Вселенная, как ни странно, есть два значения. Первое – философское, объединяющее под собой все сущее и состоящее из пространства и времени. Второе – материальное, это астрономическая Вселенная, которая описывает не абстрактное «все», а конкретные объекты, небесные тела, звездные скопления, астероиды, космический мусор, и даже нас с вами. Вот об этом мы сегодня и поговорим.
Если углубиться в точечную структуру астрономической Вселенной, то окажется, что по большей части она состоит из водорода – на 75%. На втором месте находится гелий, занимающий около 23%, а остальные 2 приходятся на все остальные элементы, включая кислород и углерод.
Вселенная очень разряжена, ее плотность составляет 10 -29 г/см 3 , и преобладающими веществами в ней являются темная энергия и темная материя. Говоря точнее, материя – это все, что есть во Вселенной. Просто она бывает осязаемой – вещество, и неосязаемой – энергия. Вещество в свою очередь тоже разделяется на две группы согласно тому, может оно взаимодействовать с электромагнитным излучением или не может. Если нет, значит оно темное. И если с темным веществом все более ли менее понятно, то вот что такое темная энергия, объяснить сложно. Если коротко – это неструктурированная материя с отрицательным давлением, не позволяющая структурированной материи растягиваться. То есть благодаря ей метр всегда состоит из 100 сантиметров, даже несмотря на расширение Вселенной.
Кроме плотности, структуры, температуры и некоторых других характеристик, мы мало что можем сказать о Вселенной. Например, мы не знаем ее точного размера или формы. Непонятно даже, есть ли они у нее. То же самое можно сказать и про массу, которая ко Вселенной вообще не применяется.
Из чего состоит Вселенная
Итак, со структурой разобрались, теперь можно поговорить о более детальном строении мироздания. Начнем с самых больших объектов и будем двигаться к самым маленьким.
Состав Вселенной
Самые громадные области Вселенной – это далеко не галактики, как может показаться на первый взгляд. (Галактики даже не входят в топ-3, но об этом позже). Самые большие зоны – это пустоты или войды. Да, большую часть Вселенной составляет пустота, вы все правильно поняли. Войды – это такие участки космоса, в которых нет вообще ничего, даже галактических скоплений. Эти участки могут быть громадными: около 30 парсек. Но есть еще и супервойды, которые простираются на 150 мегапарсек и, скорее всего, занимают около половины всей Вселенной. Говоря слово «пустота», мы подразумеваем, что там нет звезд, планет и прочих небесных тел. Но по-прежнему присутствует вакуум, который на самом деле не такой уж и пустой.
Следующими по размеру после войдов являются галактические нити. Как вы уже, наверное, догадались по названию, это структура представляет собой нить из галактик. Ее длина в среднем составляет около 70-80 мегапарсек. Нити простираются между войдами и могут образовывать собой что-то вроде стен, состоящих из сверхскоплений. Кстати о них.
Сверхскопления галактик – следующая по величине структура во Вселенной. Она включает в себя группы и скопления галактик, которые вытягиваются по длине примерно на 10-50 мегапарсек. В редких случаях длина может достигать 100 мегапарсек, а толщина – 1. В отличие от нитей, сверхскопления состоят из нескольких волокон, которые переплетаются между собой, образуя единую структуру. А между этими волокнами располагаются пустоты.
Сверхскопления галактик
Далее идут скопления галактик, которые представляют собой галактические системы общим размером около 100 световых лет и массой больше тысячи масс Солнца. Скопления галактик бывают правильными, неправильными и промежуточными. Первые также называют регулярными, они имеют округлую форму и увеличивают густоту галактик от краев к центру. Вторые – иррегулярные, их форма может быть произвольной, а концентрация галактик, наоборот, уменьшается к центру.
Помимо скоплений, есть еще и группы галактик. Формально это одно и то же, просто группами называют объединения до ста «участников», а скоплениями – больше ста. Но в плане строения разницы между ними нет.
Наконец-то мы подобрались к чему-то более знакомому – галактики. Это структуры, состоящие из групп звездных систем, космической пыли и межзвездного газа. Газ заполняет собой пространство между звездами и является крайне разряженным веществом с плотностью менее атома на кубический сантиметр. Ну а пыль – это просто пыль, частицы которой настолько маленькие, что вы их даже не увидите. Самые крупные из них составляют десятую долю миллиметра в диаметре. Все галактики удалены от нас на огромные расстояния, кроме той, в которой мы находимся, конечно же. Они бывают разными: эллиптическими, спиральными, карликовыми и так далее. Они все различаются по массе и размерам. Например, диаметр самой большой из всех известных нам галактик IC 1101 составляет 600 килопарсек.
Спиральная галактика NGC 4414
Все галактики состоят из звездных скоплений. Это группа звездных систем с общим происхождением, которые движутся в гравитационном поле галактики как одна цельная структура. Вы можете знать их как созвездия.
Звездные системы представляют собой одну звезду или целую группу вместе с их планетными системами, объединенных друг с другом гравитацией.
Планетная система – это все небесные тела, захваченные гравитацией звезды и вращающиеся вокруг нее. Наша Солнечная система тоже является такой структурой. Сюда входит сама материнская звезда, планеты, их спутники, астероиды, кометы и другие более мелкие объекты.
Звезда – небесное тело, достаточно большое для того, чтобы в его ядре начали протекать термоядерные реакции, выделяющие колоссальное количество энергии. Звезды разделяются на разные виды в зависимости от размера и температуры. Ближайшая к нам звезда – Солнце.
Звезды
Вокруг небесного светила в планетной системе вращаются планеты. Эти небесные тела имеют достаточную массу, чтобы обзавестись собственным гравитационным полем и очистить свою орбиту, но они все еще не настолько большие, чтобы запустить термоядерные реакции в ядре. В нашей системе насчитывается восемь планет, включая Землю.
Карликовые планеты также обладают своим гравитационным полем и могут принять форму шара, но они не способны очистить окрестности своей орбиты от различного мусора, так как слишком маленькие. Под данное определение подходит Плутон, который не так давно считался девятой планетой Солнечной системы.
Помимо всего прочего, в звездных системах еще есть спутники планет и более мелкие тела: астероиды, кометы, метеороиды и многое другое.
Источник
Строение и жизнь Вселенной
А.В. Галанин © 2012
© Галанин А.В. Cтроение и жизнь Вселенной // Вселенная живая [Электронный ресурс] – Владивосток, 2012. Адрес доступа: http://ukhtoma.ru/universe1.htm
Глава 5. Строение и свойства Метагалактики
Галактики в своем немыслимом множестве населяют космическую систему более высокого уровня – Метагалактику. Метагалактика – это вся видимая часть Вселенной. Даже свет с ее окраин доходит до центра, в котором находимся мы, за много миллиардов световых лет. Структура Метагалактики видна на схемах, приведенных ниже. Здесь яркие пятна и тяжи – это не звезды, а скопления галактик. Модель показывает, насколько неравномерно распределены галактики в Метагалактике.
Метагалактика, если судить по красному смещению линий поглощения химических элементов в спектрах света от дальних галактик, расширяется, а галактики убегают от нас со скоростями, которые тем больше, чем дальше от нас находятся эти галактики. Самые дальние улетают от нас со скоростью большей, чем 300000 км/сек (их скорость больше скорости света в вакууме!). Поэтому нам видны только те галактики, скорость удаления которых меньше скорости света. Если бы мы переместились на несколько миллиардов световых лет, то все равно оказались бы в центре наблюдаемой Метагалактики. Движение галактик связано с раздвижением пространства, о чем я уже писал в своих статьях, размещенных на этом сайте.
Если бы не чудовищные расстояния в миллиарды световых лет, то эту структуру можно было бы спутать с нервной тканью, в которой клетки связаны в систему отходящими от них нейронами, по которым передаются нервные импульсы. Что удерживает галактики в ярких узлах (скоплениях галактик) и в длинных тяжах? Скорее всего, силы гравитации. А что раздвигает пространство (вакуум) между скоплениями галактик? Скорее всего, силы антигравитации.
Модель Метагалактики. Схема с сайта: http://kosmos-x.net.ru/
Один из узлов Метагалактики, на котором видно, насколько неравномерно распределены галактики в Метагалактике. Фото с сайта: http://kosmos-x.net.ru/forum/2-1327-14
Млечный Путь (наша Галактика) в Метагалактике выглядит как маленькая, едва заметная микрозвёздочка. А вообще структура Метагалактики похожа на очень сложную структуру живой материи. Если по этим волокнам передаются некие импульсы, то Метагалактика – это сложнейшее кибернетическое устройство, способное накапливать и обрабатывать информацию. Может быть, информация, которую мы собираем в течение всей нашей жизни, после смерти тоже накапливается в этой структуре Метагалактики? Не к этой ли информационной структуре подключен и наш мозг в течение жизни? Фото с сайта: http://www.corolla.ws/
Недавно группой европейских астрономов был открыт гигантский протогалактический шар необычного типа. Этот шар состоит из плазмы, он больше самой крупной известной галактики и в 5 миллионов раз больше солнечной системы. Этот шар движется со скоростью 750 км/сек., оставляя за собой светящийся хвост. Шар находится в скоплении галактик Abell 3266, содержащем более ста миллионов галактик. Шар удерживается гравитационными силами находящейся в нем темной материи, или антигравитацией раздвигающегося вакуума-эфира. Шар постоянно теряет массу. По подсчетам авторов исследования, на оставляемый им хвост каждый час уходит масса, приблизительно равная массе Солнца. (Выпуск новостей: RealAudio WinMedia MP3).
Системы галактик
Гравитационные системы образуются не только из звезд и планет, но и из галактик. Астрономы уже несколько десятилетий наблюдают в космосе якобы «столкнувшиеся» галактики. Но возникает вопрос: а всегда ли это простое грубое «лобовое» столкновение? Оказывается, не все так просто. Некоторые галактики действительно так тесно взаимодействуют друг с другом, что вещество из одной перетекает в другую. Нередко при таком столкновении разрушаются спиральные структуры галактик, а некоторые даже вытягиваются в результате такого столкновения в подобие длинного космического жгута. Картины эти, на первый взгляд, конечно, жутковатые, как говорят, не для слабонервных.
Но все же это не столкновения галактик, а их гравитационные взаимодействия, так как в результате таких столкновений-взаимодействий входящие в эти галактики звезды и планеты друг с другом сталкиваются крайне редко. Нот при этом во взаимодействующих галактиках могут образовываться новые гравитационные звездные и планетные системы. Космические тела из разных галактик при этом могут сближаться на такие расстояния, что эти тела попадают в гравитационные ловушки друг к другу и, вращаясь вокруг общего центра или вокруг более массивных тел, они уже никак не могут разлететься и образуют новые гравитационные системы – так, что в одной планетной системе могут оказаться планеты, которые прежде находились в разных галактиках.
Благодаря съемкам телескопа Хаббл, выяснилось, что «столкновения» галактик – весьма распространенное в Метагалактике явление. На этой фотографии видно, как две спиральные галактики гравитационно тесно взаимодействуют друг с другом. Фото с сайта: http://forum.planar.biz/index.php?showtopic=10527
Это скопление галактик называется Секстет Сейферта. Здесь шесть гравитационно связанных друг с другом галактик, вероятно, вращаются вокруг общего центра масс. Заметьте – эти галактики находятся не в одной плоскости. Спиральные галактики взаимодействуют с эллиптическими и шаровыми. Фото с сайта: http://www.starblink.ru/
Скопления галактик бывают очень многочисленными. В таких рыхлых, как на фотографии ниже, скоплениях галактики тоже наверняка связаны гравитационно в единую систему. Структурирование во Вселенной проявляется на многих уровнях: атомного ядра, атома, молекулы, кристалла, малого космического тела (астероида), большого космического тела – планеты-звезды, гравитационной планетной системы, гравитационной системы галактики, гравитационной системы скопления галактик, . Метагалактики.
Скопление галактик. Фото с сайта: http://www.bugabu.ru/index.php?newsid=8128
Согласно законам кинематики, галактики должны были бы распадаться, так как галактическое вещество вращается вокруг их центра с большой скоростью. При этом должны возникать центробежные силы, и вещество на периферии галактики должно выбрасываться за ее пределы и рассеиваться в пространстве Метагалактики.
Кроме того, для создания наблюдаемого вращения галактик гравитационное притяжение в их центре должно быть значительно больше, чем то, которое наблюдают астрономы. Чтобы создать необходимые центростремительные силы и поддерживать вращение с теми скоростями, которые в галактиках наблюдаются, их центральная масса должна быть в несколько раз больше наблюдаемой. Так что для создания наблюдаемого вращения в галактиках не хватает массы.
Астроном Вера Рубин (Vera Rubin) заметила эту аномалию в конце семидесятых годов прошлого века. Чтобы объяснить это, физики предположили, что во Вселенной имеется больше вещества, чем мы можем наблюдать. Однако пока никто не смог объяснить, чем же является эта “темная материя”, имеющая такую большую массу. Это очень неприятный пробел в нашем понимании устройства Вселенной. Астрономические наблюдения свидетельствуют о том, что темная материя должна составлять примерно 90% от «видимой» массы Вселенной.
Можно предположить, что эта недостающая темная масса сосредоточена в черных дырах. Кроме того, массу может иметь и вакуум, или эфир. Только плотность ее в вакууме слишком мала. Вероятно, вакуум (эфир) содержит ту самую массу со знаком (–), которой недостает, чтобы понимать гравитацию как симметричное природное явление (взаимодействие), подобное электромагнетизму. Возможно, именно об этом эфире говорил Никола Тесла: «Из эфира наш мир вышел, и эфир в конце концов его поглотит».
Некоторые скопления галактик в видимой части Метагалактики. Схема Richard Powell с сайта: http://i-innomir.ru/posts/293
Темная энергия – одна из самых известных и наиболее трудноразрешимых проблем физики. В 1998 г. астрономы обнаружили, что Вселенная расширяется не с постоянной, а со все возрастающей скоростью. До этого считалось, что после Большого взрыва расширение Вселенной постепенно замедляется. Разумного объяснения этому увеличению скорости расширения Метагалактики до сих пор не найдено. Одно из предположений может быть таким: за это явление ответственно некое свойство пространства (вакуума, или эфира). Космологи назвают это свойство «темной энергией». Но все попытки идентифицировать темную энергию потерпели неудачу.
По-моему, это та энергия, которая раздвигает пространство, это та самая таинственная гравитация со знаком минус, которую давно ищут космофизики и не находят. Когда плотность вещества в пространстве-вакууме меньше некоторого предела, пространство-вакуум начинает раздвигаться. Препятствует этому раздвижению вещество, которое тормозит это раздвижение. Вещество, напротив, стягивает пространство.
Если это предположение верно, то на внешней границе Солнечной системы космические аппараты могут столкнуться с эффектом раздвижения пространства Галактики. Чтобы преодолеть расстояние в метр, им там придется преодолеть чуть большее расстояние, так как пока они движутся, это расстояние из-за раздвижения вакуума-эфира несколько увеличится. В пределах Галактики скорость раздвижения пространства очень небольшая, и этот эффект будет едва заметен. Но вот за пределами Галактики он уже должен быть весьма ощутим.
Наибольшим этот процесс раздвижения будет внутри вакуумных «пузырей» Метагалактики, в которых вещества очень мало. Разбегание галактик в Метагалактике наверняка обусловлено этим раздвижением пространства-вакуума-эфира в метагалактических пустотах.
Четыре года назад были обнаружены шесть частиц, которые, вообще-то, если следовать физической теории, не должны были существовать, их назвали тетранейтронами. Это четыре нейтрона, которые находятся в связи друг с другом вопреки законам физики. В лаборатории выстреливали ядра бериллия в небольшую углеродную цель и анализировали их траектории с помощью детекторов. При этом исследователи ожидали увидеть, что четыре разных нейтрона попадут в разные детекторы. Вместо этого они обнаружили только одну вспышку света в одном детекторе. Энергия этой вспышки показала, что все четыре нейтрона попали в один и тот же детектор.
Согласно традиционной физике элементарных частиц, тетранейтроны просто не могут существовать, так как согласно принципу Паули, в одной системе не может существовать даже двух протонов или двух нейтронов, которые могли бы обладать одинаковыми квантовыми свойствами. Ядерная сила не может (точнее, не должна по теории) удержать даже два одиночных нейтрона, не говоря о четырех. Маркес и его сотрудники, открывшие это явление, были ошеломлены полученными результатами и “похоронили” эти данные, сообщив в печати о некоей вероятности открытия тетранейтронов в будущем.
Ведь если начать менять законы физики, чтобы обосновать связь четырех нейтронов, то в физике возникнет хаос. Признание существования тетранейтронов означало бы, что сочетание элементов, образовавшихся после Большого взрыва, не согласуется с тем, что мы сейчас наблюдаем. И, что еще хуже, сформированные элементы становятся слишком тяжелыми для космоса. В этом случае Вселенная, вероятно, сколлапсировала бы прежде, чем стала расширяться. Так считает Наталья Тимофеюк – теоретик из Великобритании.
Но имеются и другие доказательства, говорящие в пользу того, что материя может состоять из многочисленных нейтронов, это – нейтронные звезды. Они содержат огромное количество связанных нейтронов, и это означает, что когда нейтроны собираются в большую массу, в действие вступают какие-то необъяснимые пока силы. Ведь по сути, нейтронная звезда, массой во много раз превосходящая Солнце, по плотности является ядром одного суператома. Интересно, что представляет собой электронное облако вокруг этого суперядра?
Сотовая структура Метагалактики. Фото с сайта: http://kosmos-x.net.ru/
Высшим проявлением гравитации является сотовая структура Метагалактики. На фотографии слева отдельные едва заметные точки – это галактики, а более светлые пятнышки – скопления галактик. Эта странная структура (если бы не ее размеры в сотни миллиардов световых лет) очень напоминает нервную ткань живого организма.
На уровне структуры Метагалактики в равной степени проявляется и гравитация, и антигравитация. Классики диалектического материализма по этому поводу сказали бы: «Это – яркое проявление диалектического закона единства и борьбы противоположностей». А противоположностями здесь выступают гравитация (–), которая раздвигает вауум-эфир, и гравитация (+), которая стягивает его и стремится удержать, набросив на него своеобразную «сетку» вещества, состоящую из скоплений галактик.
Интересно, порвет антигравитация эту сетку по мере раздвижения метагалактических пузырей, или не сможет порвать. Если не сможет, то раздвижение вакуума-эфира прекратится, и Вселенная в конце концов стабилизируется, если же сетка порвется, то вакуум-эфир раздвинется и «ошметки» этой сети в виде небольших групп галактик и одиночных галактик будут удалены друг от друга на такое расстояние, что даже обмениваться друг с другом световыми сигналами не смогут, – они окажутся друг от друга за «метагалактическим горизонтом».
Потом расширяющийся вакуум-эфир разорвет и галактики на отдельные звездные системы. Вселенная все больше будет превращаться в вакуум-эфир, что и предсказывал Никола Тесла. При таком ходе событий масса всех элементарных частиц резко уменьшится, и вакуум поглотит вещество.
А может, в Метагалактике все же есть механизм, который способен прекратить этот грустный процесс поглощения вещества вакуумом-эфиром? Предполагаю, что такой механизм есть, только мы пока о нем ничего не знаем. И механизм этот – постоянное рождение вещества из вакуума-эфира через чёрные дыры. Это – круговорот материи во Вселенной. Об этом мы порассуждаем в последней главе этой монографии, посвященной чёрным дырам. Но для этого нам придется отказаться от теории большого взрыва и одномоментного «рождения» Вселенной в результате этого взрыва.
Метагалактика в современном представлении как результат Большого Взрыва. Рисунок с сайта: http://www.bugabu.ru/index.php?newsid=8128
Если верить в теорию Большого Взрыва, то необъяснима так называемая «проблема горизонта Метагалактики «. Суть ее в том, что наша Вселенная оказывается необъяснимо едина. Посмотрите на пространство от одного края видимой Вселенной до другого, и вы увидите, что на всем протяжении фон микроволнового излучения в космосе имеет одинаковую температуру. Это удивительно, поскольку эти два края находятся на расстоянии 28 миллиардов световых лет друг от друга, а нашей Вселенной, если следовать теории Большого Взрыва, всего лишь 14 миллиардов лет. Физика утверждает, что ничто не может двигаться со скоростью, превышающей скорость света. Поэтому невозможно, чтобы тепловое излучение за 14 миллиардов лет смогло пропутешествовать между двумя горизонтами и уравновесить горячие и холодные зоны, образовавшиеся во время Большого взрыва, установив то тепловое равновесие, которое мы видим сейчас. Для этого тепловое излучение должно было хотя бы раз пересечь расстояние в 28 миллиардов световых лет.
С научной точки зрения, одинаковая температура фонового излучения является аномалией. Объяснить ее можно было бы признанием того, что скорость света в Метагалактике непостоянна. Но даже в этом случае мы все равно бессильны перед вопросом: почему она непостоянна?
Я не ставил перед собой цель ответить на вопрос, что такое гравитация. На этот вопрос наука ответит еще нескоро. Но мне хотелось подойти к границе познания и попытаться заглянуть за эту границу хотя бы краешком глаза. Возможно, в какой-то степени мне это удалось.
Источник