Некоторые основные составляющие элементы Вселенной
Примером простейшей структуры в космическом пространстве является система планета-спутник. Кроме двух ближайших к Солнцу планет (Меркурий и Венера), все остальные имеют своего спутника, и в большинстве случаев даже не одного. Если Землю сопровождает лишь Луна, то вокруг Юпитера вращается целых 67 спутников, хотя некоторые из них довольно малы. Однако вместе со своими спутниками планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца, образуя так называемую планетную систему.
В результате наблюдений, астрономами было выявлено, что большинство других звезд также входят в состав планетных систем. Вместе с тем сами светила тоже зачастую образовывают системы и скопления, которые назвали звездными. Согласно имеющимся данным, преобладающая часть звезд составляют парные звездные системы, или с кратным количеством светил. В этом плане наше Солнце считается нетипичным, так как оно не имеет пары
Если же рассматривать околосолнечное пространство в более увеличенных масштабах, то становится очевидно, что все звездные скопления вместе со своим планетными системами образуют звездный остров, так называемую галактику Млечный Путь.
Методы изучения
Так как же была получена вся эта интересная информация о тайнах Вселенной? Учёные пользуются сразу несколькими методами изучения мироздания:
- Оптический, с помощью телескопа. Устройство собирает свет — один из самых информативных источников сведений о космических процессах, и это позволяет наблюдать отдалённые объекты.
- Спектральный анализ. В этом методе также используется телескоп, но на сей раз усовершенствованный спектрографом. Прибор разлагает спектр на составные части, расшифровав которые, можно получить данные о химическом составе объекта и скорости его движения, а также определить температуру источников излучения.
- Космическое радиоизлучение. Для такого метода необходим телескоп, регистрирующий радиоволны. Их посылают объекты из самых удалённых областей Вселенной, а также ионизированный горячий газ и нейтральный водород межзвёздного пространства. По данным радиотелескопа делаются выводы о расстоянии до небесных тел и скорости их движения.
- Нейтринная астрофизика. В рамках этого метода нейтринные телескопы регистрируют частицы малой энергии, рождающиеся во время термоядерных реакций, которые являются источником энергии Солнца. Вычисление величины потока нейтрино позволяет определять характер физических процессов, протекающих в недрах звезды.
- Внеатмосферная астрономия. Её отличие от других методов заключается в том, что вся аппаратура выносится в межпланетное пространство. Это позволяет устранить атмосферные помехи в виде неоднородностей, вызывающих дрожание изображения в телескопе, и довести пространственное разрешение прибора до дифракционных значений.
- Инфракрасная, ультрафиолетовая, рентгеновская и гамма-астрономия. Соответствующие телескопы устанавливаются на ракеты и спутники Земли, так как данные виды излучения поглощаются атмосферой планеты и зарегистрировать их на её поверхности не представляется возможным. С их помощью изучаются тусклые остывшие звёзды, экзопланеты, молекулярные облака, скопления галактик, чёрные дыры и другие объекты.
Возможно, вскоре будут открыты и другие методы изучения Вселенной. Человечество узнает о ней что-то совсем необычное, и это навсегда перевернёт представления о мироздании.
Происхождение крупномасштабной структуры
В работах Я. Б. Зельдовича показано, что к образованию нитевидной крупномасштабной структуры Вселенной приводит то, что первоначально почти однородное распределение массы во Вселенной за счёт гравитационной неустойчивости концентрируется на каустиках.
Крупномасштабная структура Вселенной, как она выглядит из нашей Галактики по данным обзора SDSS. Яркость каждой точки отражает плотность распределения галактик в данном направлении в последовательно сменяющихся сечениях постоянной толщины 10 Мпк, так что линейный масштаб изображения растёт по мере перехода к более удалённым слоям — поэтому размер структур кажется уменьшающимся. Протяжённое яркое пятно в нижней части картины — Великая стена Слоуна. Версия с бо́льшим разрешением здесь.
Основные элементы строения
Крупномасштабная структура Вселенной поможет определить состав и строение мироздания. В огромных вселенских просторах можно увидеть волокна и пустоты, которые образуют сверхскопления, галактики и звезды. Начальный этап структурирования мироздания начинается с образования водородного газа. Под воздействием гравитационных сил, он преобразовывается в плотные, тяжелые сгустки. Их масса в тысячи раз превышает массу любой из галактик. В тех участках, где было наибольшее скопление водородного газа сформировались мегагалактики. На участках с меньшим количеством газа образовались меньшие звездные дома, наподобие нашего Млечного пути.
Протогалактики,
которые вращались слишком быстро, со временем преобразовались в спиральные
звездные дома. А на тех участках, где наблюдалось медленное вращение,
происходило сжатие водородного газа и сформировались неправильные,
эллиптические галактики.
В этот же
период, звездные дома образовывали сверхскопления, края которых соприкасались.
В каждом из таких формирований находились звезды, туманности, космическая пыль.
Но основным объектом является черная материя.
Крупномасштабная структура Вселенной
Со временем ученые обнаружили, что галактики-одиночки – достаточно редкое явление во Вселенной. Подавляющая же часть галактик образуют крупномасштабные скопления, которые могут быть различных форм и включать в себя две галактики или кратное число, вплоть до нескольких тысяч. Помимо огромных звездных островов эти массивные звездные структуры включают еще и скопления газа, разогретого до высоких температур. Несмотря на очень низкую плотность (в тысячи раз меньше, нежели в солнечной атмосфере), масса этого газа может значительно превышать суммарную массу всех звезд в некоторых совокупностях галактик.
Полученные результаты наблюдений и расчетов навели ученых на мысль о том, что скопления галактик также могут образовывать иные более крупные структуры. Вслед за этим стали два интригующих вопроса: если сама по себе галактика, сложная структура, является частью некой более масштабной конструкции, то может ли эта конструкция быть составной чего-нибудь еще большего? И, в конце концов, есть ли предел такой иерархичной структурности, когда каждая система входит в состав другой?
Положительный ответ на первый вопрос подтверждается наличием сверхскоплений галактик, которые в свою очередь перерастают галактические нити, или как их иначе называют «стены». Их толщина в среднем около 10 млн. св. лет, а длина 160 — 260 млн. световых лет. Однако, отвечая на второй вопрос, следует отметить, что сверхскопления галактик не являются некой обособленной структурой, а лишь более плотные участки галактических стен. Поэтому сегодня ученые уверены в том, что именно галактические нити (стены), наибольшие космические структуры, вмесите с войдами (пустым пространством, свободным от звездных скоплений) формируют волокнистую или ячеистую структуру Вселенной.
Положение Земли во Вселенной
Несколько отходя от темы, укажем положение нашей планеты в столь сложной структуре:
- Планетарная система: Солнечная
- Местное межзвёздное облако
- Галактический рукав Ориона
- Галактика: Млечный Путь
- Скопление галактик: Местная группа
- Сверхскопление галактик: Местное сверхскопление (Девы)
- Сверхскопление галактик: Ланиакея
- Стена: Комплекс сверхскоплений Рыб-Кита
Современные результаты исследований утверждают, что Вселенная состоит не менее чем из 200 миллиардов галактик. Галактические стены по своей природе являются относительно плоскими и составляют собой стенки «ячеек» Вселенной, а места их пересечений и формируют сверхскопления галактик. В центре же этих ячеек располагаются войды (англ. void — пустота).
Анализ сформированной учеными трехмерной модели распределения галактик говорит о том, что ячеистая структура наблюдается на расстоянии в более чем миллиард световых лет в любом направлении. Данная информация позволяет полагать, что в масштабе в несколько сотен миллионов световых лет любой фрагмент Вселенной будет иметь почти одинаковое количество вещества. А это доказывает, что в указанных масштабах Вселенная однородна.
Причины возникновения крупномасштабной структуры Вселенной
Несмотря на наличие таких масштабных конструкций, как галактические стены и нити, самыми крупными устойчивыми структурами все же считаются скопления галактик. Дело в том, что известное расширение Вселенной постепенно растягивает структуру любых объектов, и бороться с этой силой может лишь гравитация. В результате наблюдений за скоплениями и сверхскоплениями был обнаружен такой потрясающий эффект как «гравитационное линзирование». То есть лучи, проходящие через межзвездное пространство, искривляются, что указывает на наличие в нем огромной невидимой, скрытой массы. Она может принадлежать различным ненаблюдаемым космическим телам, однако в таких масштабах вероятнее всего принадлежит темной материи.
Опираясь на почти однородное реликтовое излучение, ученые убеждены в том, что и вещество во Вселенной должно распределяться равномерно. Но особенность гравитации в том, что она склонна стягивать любые физические частицы в плотные структуры, тем самым нарушая однородность. Таким образом, спустя какое-то время после Большого Взрыва незначительные неоднородности в распределении вещества в пространстве стали все более стягиваться в некоторые структуры. Их возрастающая гравитация (в силу возрастания массы на объем) постепенно замедляла расширение, пока не остановила его вовсе. Мало того, в некоторых частях расширение обернулось в сжатие, что и стало причиной образования галактик и галактических скоплений.+
Подобная модель проверялась при помощи компьютерных расчетов. Учитывая совсем незначительные флуктуации (колебания, отклонения) в однородности реликтового излучения, компьютер просчитал, что такие же мелкие флуктуации в распределении вещества после Большого Взрыва при помощи гравитации вполне могли породить скопления галактик и ячеистую крупномасштабную структуру Вселенной.
Полная версия:
Новости по изучению космических структур и общекосмических явлений
Анализ звездного света из более чем 220 тысяч галактик показал, что космос в последние 2 миллиарда лет только терял яркость.
Старые звезды гаснут скорее, чем зарождаются новые, которые должны бы приходить на замену .
Новости о необычных явлениях дальнего космоса
Впервые о существовании таинственных вспышек радиоизлучения (fast radio-burst, FRB) астрономы заговорили в 2007 году,
когда они были случайно открыты во время наблюдений за радиопульсарами при помощи телескопа Паркс (Австралия).
Была зафиксирована серия быстрых радиоимпульсов нового типа от какого-то далекого необычного объекта чудовищной мощности,
возможно, молодой вращающейся нейтронной звезды. Об этом говорится в пресс-релизе университета Макгилла и статье в Nature.
С момента открытия ученые зафиксировали всего 17 таких быстрых радиоимпульсов.
Это мощнейшие вспышки в радиодиапазоне, длящиеся миллисекунды.
Быстрые радиовсплески – это высокоэнергетические астрофизические явления, которые проявляются в виде кратковременных
(обычно только нескольких миллисекунд) радиоимпульсов. Точное происхождение этих радиовсплесков не установлено,
но некоторые ученые полагают, что они могут исходить от черных дыр или от сверхразумной внеземной цивилизации.
Объект FRB 121102, расположенный в карликовой галактике на расстоянии около трех миллиардов световых лет от Земли,
был впервые обнаружен в ноябре 2012 г. Три года спустя, в 2015 г., астрономы зафиксировали исходящие от него быстрые радиовсплески.
В конце августа 2017 года сигналы снова повторились, и всего было обнаружено 15 высокочастотных быстрых радиовсплесков.
Новости по сверхгалактическим структурам (галактическим кластерам)
Астрофизики обнаружили след космических струн.
Учёные из Буффало сопоставили данные о 355 удалённых квазарах и обнаружили, что если нанести на карту направления их джетов,
183 из них сложатся в два титанических кольца, переплетающихся между собой.
Это можно трактовать как след от двух закольцованных и пересёкшихся космических струн, существовавших миллиарды лет назад.
Новости по Вселенной, соседним вселенным и Супервселенной
Главная
Астрономия:
Астрофизика |
Космология |
Уранография |
Галактики |
Звёзды |
Солнечная система |
Иноразум |
Экзобиология |
Уфология |
Космонавтика
Близкие по теме страницы:
Мегамир |
Микромир |
Астрология |
Календари |
Другие полезные страницы:
Эвристика и авторство |
Гранты |
Диссертантам |
Академкнига
На правах рекламы (см.
условия):
|
Алфавитный перечень страниц (Alt-Shift-): А | 0-9 | |
|
|
На русском языке: астрофизика, космология, мегамир, Вселенная, космогония, физика космоса, На английском языке: cosmology, astrophysics, Big Bang. |
«Сайт Игоря Гаршина», 2002, 2005.
Автор и владелец — Игорь Константинович Гаршин
(см. резюме).
Пишите письма
().
Страница обновлена 29.09.2022
Происхождение и эволюция
Расширение космического пространства удаляет друг от друга звёзды, галактики и их скопления. В связи с этим существует теория, согласно которой в далёком прошлом они не просто располагались ближе друг к другу, а вообще были перемешаны и сжаты в единое вещество. Однако оно было настолько плотным и горячим, что началось общее расширение, в итоге и приведшее к образованию Вселенной.
С тех пор прошло приблизительно 14 миллиардов лет. За это время совершилось такое развитие:
- сформировалось гравитационное взаимодействие;
- зародились первые фундаментальные частицы;
- материя стала прозрачной для излучения;
- образовались ядра первичных элементов;
- появились звёзды, галактики, планетарные системы.
В итоге Вселенная сформировалась такой, какой человечество знает её сейчас. Её краткая модель выглядит следующим образом:
- 4,9% обычного вещества, знакомого на Земле.
- 26,8% тёмной материи, состоящей из тяжёлых частиц. Она не испускает электромагнитное излучение, что делает её прямое наблюдение практически неосуществимым.
- 68,3% тёмной энергии, инициирующей расширение пространства.
Образованная этими компонентами структура имеет гигантскую территорию. Реальный размер Вселенной современной наукой не установлен. Многие учёные настаивают на том, что она бесконечна. Однако если за условную границу принять расстояние до самого далёкого от Земли видимого объекта, то её масштабы составляют 45,7 миллиарда световых лет. Эта величина носит название радиуса Хаббла. Он не тождественен понятию конца мироздания, а только обозначает, что при прохождении этого расстояния быстрота удаления объекта от наблюдателя начинает превышать скорость света.
Эволюция
Полагаясь на достоверность Теории Большого взрыва, ученые предполагают, что эволюция Вселенной происходила в такой последовательности:
Эпоха сингулярности
Это наиболее ранний период развития мироздания. Небольшая точка, которая состоит из протонов и нейтронов, “взрывается”. Время такого “Бума” составляет всего 0,0001 секунды. После этого, стартовал процесс синтезирования частиц, за счет чего образуется водород и гелий. Из-за высочайшей температуры в миллиарды градусов, этот процесс происходит быстро, что приводит к расширению космического пространства.
Эпоха инфляции
В этот период, просторы Вселенной заполнила энергия одинаково высокой плотности, невероятно высокой температуры и давления. Это приводит к быстрому расширению и постепенному охлаждению. Эпоха знаменательна столкновением и разрушением частиц и античастиц. Это приводит к превосходству материи над антиматерией.
Скопления и сверхскопления галактик
Под скоплением галактик понимают гравитационно-связанную систему, которая считается крупнейшей структурой во Вселенной. Ее размер может достигать от 6 до 60 миллионов световых лет. В составе одного скопления 100-1000 галактик. Интересным является факт, что в одном скоплении, сами галактические системы занимают всего 1%, около 9% — это межгалактический газ, а все остальное приходится на темную материю и энергию. В космосе существует два типа скоплений галактик:
регулярные – для этого типа характерна правильная сферическая форма. Основную часть составляют линзовидные и эллиптические галактики, имеют яркую центральную часть. Пример скопления – Волос Вероники;
Скопление галактик в Волосах Вероники
иррегулярные – форма неопределенная, количество галактик в составе гораздо меньше, чем у регулярного типа. Пример – скопление Девы.
Скопление галактик в Деве
Сверхскопления – структура, в состав которой входят скопления галактик и несколько отдельных галактических систем. Как правило, в одном сверхскоплении их насчитывается от 2 до 20, располагаются они в галактических нитях, или же в узлах их пересечения.
Размеры сверхскоплений галактик во Вселенной достигают сотен млн. световых лет. Это настолько много, что объекты не способны удерживаться между собой гравитационными силами. Самые известные сверхскопления:
- Стена Скульптора – находится недалеко от Млечного Пути. Его длина 300 млн. световых лет, ширина – 210 млн. световых лет;
- Девы – Местное сверхскопление галактик, в состав которого входит Млечный путь;
- Шепли – это одно из самых больших сверхскоплений во Вселенной. Его масса в 10 тыс. раз больше массы Млечного пути.
Сверхскопление Шепли
Понятие темной энергии
В астрономии понятие темное энергии включает в себя энергию (существующую в теории), которая была введена в математическую модель Вселенной, чтобы объяснить ее расширение с ускорением. Ученые предполагают, что эта энергия не способна собираться в сгустки (в отличие от темной материи), а равномерно распределяется по всем просторам Вселенной. Темная энергия присутствует в галактиках, в галактических скоплениях, а также за их пределами. Интересным является тот факт, что она действует против гравитационных сил, то есть испытывает антигравитацию.
С помощью современных астрономических технологий ученые способны не только измерить скорость расширения Вселенной, но и проанализировать, как этот процесс изменялся со временем. Дело в том, что ускорение расширения Вселенной только растет, что позволяет говорить об антигравитационных силах. Если бы в космическом пространстве гравитация была стандартной, то со временем отдаление галактик друг от друга замедлялось бы.
Астрономы предполагают, что темной энергией может выступать вакуум. Его плотность не изменяется во время расширения Вселенной, что может означать его отрицательное давление. Также есть мнение, что темная энергия – это сверхслабое поле, которое пронизывает все пространство Вселенной, научно его называют «квинтэссенция».
К сожалению, на сегодняшний день не существует возможности в земных условиях экспериментально исследовать темную энергию. Но это не означает, что в будущем человечество не сможет объяснить природу данного явления или выяснить другие причины, способствующие такому быстрому ускорению расширения Вселенной.
Какие единицы применяются для измерения расстояний в космосе?
Сантиметр, метр и даже километр — все эти величины оказываются ничтожными уже в пределах Солнечной системы. Что же говорить о Вселенной. Чтобы указать расстояние в пределах Галактики, используется величина, названная световым годом. Это время, которое потребуется свету, движущемуся в течение одного года. Напомним, что одна световая секунда равна почти 300 тысячам км. Поэтому при переводе в привычные километры световой год оказывается приблизительно равным 10 тысячам миллиардов. Представить его невозможно, поэтому масштабы Вселенной невообразимы для человека. Если нужно указать расстояние между соседними галактиками, то и световой год оказывается недостаточным. Нужна еще более крупная величина. Ею оказался парсек, который равен 3,26 светового года.
Будущее Вселенной
Наше
мироздание началось с маленькой точки. Быстрое развитие и расширение границ
привело к образованию необъятных космических просторов. Но, будет ли
остановлено расширение? Возможен ли обратный вариант развития, то есть сжатия в
ту же исходную плотную точку?
В 1990-х
годах, специалисты пришли к выводу, что реальны два варианта будущего
Вселенной.
“Сжатие”
космических просторов возможно! При достижении максимальных размеров, она может
разрушиться. Плотность черной материи может достичь критических показателей,
из-за чего будет сжиматься.
Также,
существует предположение, что причиной разрушения мироздания могут стать черные
дыры. Все звездные скопления могут прекратить передачу энергии и
преобразоваться в черные дыры. Если температура космического пространства
приблизиться к нулю, возможно их испарение. В результате чего, все разрушиться
и наступит логичный конец.
definition — Крупномасштабная структура Вселенной
of Wikipedia
Advertizing ▼
Wikipedia
Крупномасштабная структура Вселенной
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: ,
| Космология |
| Изучаемые объекты и процессы |
|
| Наблюдаемые процессы |
|
| Теоретические изыскания |
|
| Родственные темы |
|
Крупномасштабная структура Вселенной в космологии — структура распределения материи на самых больших наблюдаемых масштабах.
Распределение галактик во Вселенной, полученное в результате расчёта на суперкомпьютере по модели с холодной тёмной материей .
Уже в начале XX века было известно, что звёзды группируются в звёздные скопления, которые, в свою очередь, образуют галактики. Позже были найдены скопления галактик и сверхскопления галактик. Разумно было бы предположить, что эта иерархия распространяется дальше на сколь угодно много уровней, но в 1990-е было выяснено[кем?], что на масштабах порядка 300 мегапарсек Вселенная практически однородна.
По современным представлениям, Вселенная представляет собой совокупность довольно плоских «листов», разделённых областями, в которых практически нет светящейся материи. Эти области (пустоты, войды, англ. voids) имеют размер порядка сотни мегапарсек.
Первым наблюдаемым листом стала Великая Стена, находящаяся в 200 миллионах световых лет и имеющая размер около 500 млн. св. лет и толщину всего 15 млн. св. лет.
Положение Земли в структуре Вселенной
- Планетарная система: Солнечная система
- Галактика: Млечный путь
- Скопление галактик: Местная группа
- Сверхскопление галактик: Местное сверхскопление (Девы)
- «Листы»: Великая Стена
См. также
Гравитационная неустойчивость
| Файл:Saturn template.gif | Это незавершённая статья по астрономии. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив её. |
bn:মহাবিশ্বের বৃহৎ-পরিসর গঠন
Местная группа галактик
В нашем собственном районе местная группа, состоящая из Андромеды, Млечного Пути, Треугольника и, возможно, 50 меньших карликовых галактик, находится на окраине сверхскопления Ланиакея. Наше местоположение помещает нас примерно в 50 000 000 световых лет от основного источника массы: массивного скопления Девы, которое содержит более тысячи галактик размером с Млечный Путь. По пути можно найти много других галактик, групп галактик и небольших скоплений.
В еще больших масштабах скопление Девы является лишь одним из многих в той части Вселенной, которую мы нанесли на карту, наряду с двумя ближайшими: скоплением Центавра и скоплением Персея-Рыб. Там, где галактики наиболее сконцентрированы, представляют собой самые большие скопления массы; там, где линии соединяют их вдоль нитей, мы находим «нити» галактик, похожие на жемчужины, слишком тонкие на ожерелье; и в больших пузырьках между нитями мы находим огромную недостаточную плотность материи, поскольку эти области отдали свою массу более плотным.
Млечный Путь окружают другие, более мелкие галактики.
Если мы посмотрим на наше собственное окружение, то обнаружим, что существует большая коллекция из более чем 3000 галактик, которая составляет крупномасштабную структуру, включающую нас, Деву, Льва и многие другие окружающие группы. Плотное скопление Девы – самая большая его часть, составляющая чуть более трети общей массы, но в нем есть много других концентраций массы, включая нашу собственную локальную группу, соединенных вместе невидимой силой гравитации и невидимыми нитями темной материи.
Теоретическая космология
Структура космоса (статьи о мироздании)
 |
Космические струны (cosmic string) — это невероятно протяжённые дефекты пространства-времени практически нулевой толщины. По теории космические струны давно распались за счёт излучения гравитационных волн.
В.Е. Еремеев. Чертеж антропокосма . |
Проблемы современных моделей
Каждая из современных космологических моделей несовершенна и не может в полной мере объяснить ни форму Вселенной, ни ее эволюционное развитие.
Наиболее важные проблемы современных моделей:
- Сингулярность. Под космологической сингулярностью подразумевают начальное состояние Вселенной до Большого взрыва. Вещество в состоянии сингулярности характеризуется бесконечной плотностью и температурой. В данной точке неприменимы все известные стандартные законы физики, поэтому описать процессы, происходившие до Большого взрыва, не представляется возможным.
- Геометрия Вселенной. Ученые не могут достоверно сказать, является ли Вселенная пространственно плоской и применимы ли к ней законы Евклидовой геометрии. Существует множество пространственных моделей Вселенной, но ни одна из них не описывает в полной мере все сложные процессы, наблюдаемые в Метагалактике.
- Конечность. Дискуссионным является вопрос о наличии у Вселенной границ или ее бесконечной протяженности в пространстве.
- Изотропность. Под изотропией или изотропностью понимают одинаковость физических свойств во всех направлениях. Для того чтобы объяснить эту характеристику Метагалактики, придумывают разные теории. Например, концепция изначально вращающейся Вселенной предполагает, что именно вращением можно объяснить одинаковое распространение энергии после Большого взрыва.
- Барионная асимметрия. Барионы — это семейство элементарных частиц: протон, нейтрон и другие. Ученые предполагают, что в начале существования Вселенной количество материи и антиматерии было одинаковым. Но в настоящее время наблюдается барионная асимметрия — преобладание в Метагалактике вещества над антивеществом. Достоверного объяснения этого факта не существует.
Виды крупномасштабных неоднородностей в распределении материи во Вселенной
Уже в начале XX века было известно, что звёзды группируются в звёздные скопления, которые, в свою очередь, образуют галактики. Позже были найдены скопления галактик и сверхскопления галактик. Сверхскопление — самый большой тип объединения галактик, включает в себя тысячи галактик. Форма таких скоплений может быть различна: от цепочки, такой как цепочка Маркаряна, до стен, как великая стена Слоуна. Разумно было бы предположить, что эта иерархия распространяется дальше на сколь угодно много уровней, но в 1990-е Маргарет Геллер и Джон Хукра выяснили, что на масштабах порядка 300 мегапарсеков Вселенная практически однородна и представляет собой совокупность нитевидных скоплений галактик, разделённых областями, в которых практически нет светящейся материи. Эти области (пустоты, войды, англ. voids) имеют размер порядка сотни мегапарсеков.
Нити и пустоты могут образовывать протяжённые относительно плоские локальные структуры, которые получили название «стены». Первым таким наблюдаемым сверхмасштабным объектом стала Великая стена CfA2, находящаяся в 200 миллионах световых лет и имеющая размер около 500 млн св. лет и толщину всего 15 млн св. лет. Последними являются открытая в ноябре 2012 года Громадная группа квазаров, имеющая размер 4 млрд св. лет, и открытая в ноябре 2013 года Великая стена Геркулес — Северная Корона размером 10 млрд св. лет.
Определение Вселенной
Пока точно неизвестны причины возникновения, истинные размеры и движущие механизмы космического пространства, частью которого является Земля, точного и неизменного определения Вселенной не может быть. Поэтому объяснения глобального масштаба на эту тему рождаются не только в пределах астрономической науки, но также в философии и математике. Над загадками галактики бьются представители точных и абстрактных наук. Одни вносят в определение Вселенной видимое космическое пространство с солнцами, планетами, газами и туманностями. Другие считают космос живым организмом, состоящим из энергии, времени и материи. Современный уровень астрономических знаний позволяет ученым сойтись на мнении о возрасте галактики Млечный Путь, который оценивается в 13 800 000 000 лет.
Как сравнить размеры объектов Солнечной системы?
Перед тем как вы попытаетесь представить себе масштабы Вселенной, стоит разобраться с Солнцем и планетами. Ведь их тоже бывает сложно соотнести друг с другом. Чаще всего условный размер огненной звезды отождествляют с бильярдным шаром, диаметр которого равен 7 см. Стоит отметить, что в реальности он достигает около 1400 тыс. км. В таком «игрушечном» макете первая планета от Солнца (Меркурий) оказывается на расстоянии 2 метров 80 сантиметров. При этом шарик Земли будет иметь в диаметре всего половину миллиметра. Он расположен от звезды на расстоянии 7,6 метра. Расстояние до Юпитера в этом масштабе будет равно 40 м, а до Плутона — 300.
Если говорить об объектах, которые находятся за пределами Солнечной системы, то самая близкая звезда — Проксима Центавра. Она будет удалена так сильно, что это упрощение оказывается слишком маленьким. И это при том, что она находится в пределах Галактики. Что же говорить про масштабы Вселенной. Как видим, она фактически безгранична. Всегда хочется узнать, как соотносятся Земля и Вселенная. И после получения ответа не верится в то, что наша планета и даже Галактика — ничтожная часть огромного мира.
Некоторые основные составляющие элементы Вселенной
Примером простейшей структуры в космическом пространстве является система планета-спутник. Кроме двух ближайших к Солнцу планет (Меркурий и Венера), все остальные имеют своего спутника, и в большинстве случаев даже не одного. Если Землю сопровождает лишь Луна, то вокруг Юпитера вращается целых 67 спутников, хотя некоторые из них довольно малы. Однако вместе со своими спутниками планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца, образуя так называемую планетную систему.
Солнечная система
В результате наблюдений, астрономами было выявлено, что большинство других звезд также входят в состав планетных систем. Вместе с тем сами светила тоже зачастую образовывают системы и скопления, которые назвали звездными. Согласно имеющимся данным, преобладающая часть звезд составляют парные звездные системы, или с кратным количеством светил. В этом плане наше Солнце считается нетипичным, так как оно не имеет пары
Если же рассматривать околосолнечное пространство в более увеличенных масштабах, то становится очевидно, что все звездные скопления вместе со своим планетными системами образуют звездный остров, так называемую галактику Млечный Путь.
История изучения структуры Вселенной
Разнообразные галактики, открытые в рамках проекта SINGS.
Впервые об идее крупномасштабной структуры Вселенной задумался выдающийся астроном Уильям Гершель. Именно ему принадлежат такие открытия как обнаружение планеты Уран и двух ее спутников, двух спутников Сатурна, открытие инфракрасного излучения и идея о движении Солнечной системы сквозь космическое пространство. Самостоятельно сконструировав телескоп и проведя наблюдения, он выполнил объемные подсчеты светил различной яркости в определенных областях небосвода и пришел к выводу, что в космическом пространстве существует большое множество звездных островов.
Позже, в начале ХХ-го века американский космолог Эдвин Хаббл смог доказать принадлежность некоторых туманностей к структурам, отличным от Млечного Пути. То есть было достоверно известно, что за пределами нашей галактики также существуют различные звездные скопления. Исследования в этом направлении вскоре значительно расширили наше понимание Вселенной. Оказалось, что помимо Млечного Пути в космическом пространстве существуют десятки тысяч иных галактик. В попытке составить какую-нибудь упрощенную карту видимой Вселенной ученые наткнулись на тот примечательный факт, что галактики в пространстве распределены неравномерно и составляют собою иные структуры немыслимых размеров.
Скопление галактик в созвездии Гидра
