Что такое Вселенная?

Вселенная - это пространство, включающее в себя абсолютно все: Солнце, планеты, нашу Галактику, миллиарды других галактик Ученых полагают, что начало Вселенной положил взрыв колоссальной силы, получивший название Большого нарыва, который произошел 15 млрд. лет назад. Тогда-то и родилась материя, энергия, пространство и время. Вселенная на раннем этапе развития имела вид невероятно горячего и плотного шара, который стал стремительно расширяться и положил начало всему. Во Вселенной все постоянно меняется, рождаются и умирают звезды, а сама Вселенная продолжает расширяться во внешнее пространство.

Глядя в прошлое

Галактику, которая находится от нас на расстоянии 5 млрд. световых лет, астрономы такой, какой она была 5. Следовательно, изучение чрезвычайно удаленных объектов дает нам возможность увидеть Вселенную намного моложе, чем она есть сейчас. Наиболее удаленные объекты, которые когда-либо удавалось наблюдать, - это новорожденные галактики или галактики, все еще находящиеся в стадии формирования. Информацию, поступающую к нам с еще более далеких расстояний и соответствующую еще более древним временам, астрономы могут только в виде слабых радиоволн, которые приходят изо всех уголков космоса. Это дают о себе знать остывшие остатки огненного шара, который взорвался во время Большого взрыва.

Что такое Галактика?

Галактика - огромное скопление звезд, удерживаемых силой тяготения. Солнце - лишь одна из 200 млрд. звезд галактики Млечный Путь, в которую входит Земля.

Вероятно, галактик во Вселенной более миллиарда. По структуре они делятся на 3 основных типа: спиральные, эллиптические и неправильные.

Ядро

Центральную часть галактики называют ядром. Здесь звезды расположены плотнее друг к другу, чем на окраинах. Современные считают, что в центре крупных, гик находятся большие черные дыры. Вероятно, черная дыра есть и в центре нашей галактики.

Световые годы

Галактики удалены друг от друга на огромные расстояния. Туманность Андромеды - ближайшая к Млечному Пути крупная галактика - находится примерно в 2 млн. световых лет от Земли. Это самый далекий объект, который можно разглядеть невооруженным глазом.

Скопления галактик

Галактики образуют во Вселенной скопления, которые входят в сверхскопления.

Туманность Андромеды крупнейшие члены небольшого скопления примерно 30 галактик, называемого Местным скоплением галактик. Оно, в свою очередь, составляет небольшую часть Местного сверхскопления.

Галактики с активными ядрами

Галактики могут излучать самое разное количество энергии. Так называемые галактики с активными ядрами излучают намного больше энергии, чем способны дать составляющие их звезды. Полагают, что источником дополнительной энергии служит материя, попадающая в черную дыру, которая находится в центре такой галактики.

Эллиптические гиганты

Эллиптические галактики сферической или овальной формы содержат мало газа и пыли. Они бывают разных размеров - от гигантских до карликовых. Эллиптические гиганты могут включать до 10 трлн. звезд; это крупнейшие из всех известных галактик.

Млечный путь

Млечный Путь - большая спиральная галактика диаметром около 100 тыс. световых лет (световой год равен 9,46 трлн км). Ее возраст - около 14 млрд лет, а один оборот она совершает за 225 млн лет. Как и все спиральные галактики, она содержит газ и пыль, из которых образуются новые звезды. Плотное ядро - старейшая часть галактики, где уже не осталось газа для формирования новых звезд.

Вглядевшись в ночное звездное небо, мы можем увидеть широкую полосу, сплошь усыпанную звездами: яркими и едва заметными, белыми и голубыми, красноватыми и зелеными. Это скопление звезд древние греки назвали Галактикой , что на русском языке означает .

Млечный Путь на ночном небе

Если взглянуть на эту звездную систему откуда-нибудь со стороны, из мирового пространства, то можно было бы заметить, что она напоминает сплюснутый шар, заполненный 150 миллиардами звезд. Размеры нашей Галактики столь велики, что их трудно представить. От одного ее края до другого световой луч путешествует около 100 тысяч земных лет!

Так выглядит наша Галактика

В центре нашей Галактики находится ядро, от которого отходит несколько огромных спиральных ветвей, заполненных звездами. Наше Солнце находится на расстоянии 30 тысяч световых лет от ядра Галактики, в одном из ее спиральных рукавов. То есть оно расположено на окраине Галактики.

Положение Солнца в Галактике

Звезды в Галактике, несмотря на кажущуюся «густоту», расположены довольно редко. Например, в окрестностях Солнца среднее расстояние между ближайшими звездами примерно в 10 миллионов раз превосходит их собственные поперечники.

Таким образом, звезды во Вселенной не разбросаны беспорядочно. Они группируются в упорядоченные системы, в которых связаны друг с другом силой гравитации (притяжения). Такие звездные системы и называют галактиками. Кроме звезд, в состав галактик входит межзвездная пыль и газ.

Во Вселенной есть и другие галактики. Самые близкие к нашей звездной системе удалены от нас на расстояние около 150 тысяч световых лет. На небе Южного полушария они видны как маленькие туманные пятнышки.

Впервые эти звездные скопления были подробно описаны спутником Магеллана Пигафеттой во время знаменитого кругосветного путешествия. Они вошли в астрономию под названием Магеллановых Облаков - Большого и Малого.

Одна из ближайших к нам галактик - Туманность Андромеды . Она одна из самых больших звездных систем в нашей области Вселенной. Ее можно наблюдать даже в обычный бинокль, а при хорошей погоде - и невооруженным глазом.

Галактики имеют самую разнообразную форму и строение. Различают шаровые и эллиптические, в форме диска, спиралеобразные, подобно нашей, и галактики неправильной формы.

В части Вселенной, доступной современным средствам астрономических исследований, насчитываются миллиарды галактик. Их совокупность астрономы назвали Метагалактикой .

«…Бесконечно можно смотреть на три вещи: на огонь, воду и звездное небо». Это классическое утверждение относится к разряду аксиом и не требует доказательств. Но если вода и огонь вызывают у людей в разных ситуациях разные эмоции, то при виде огромного звездного шатра у всех возникают, как правило, одни и те же чувства – восхищение, умиротворение и понимание того, насколько мелки все наши проблемы по сравнению со сверкающим и безграничным миром, раскинувшимся над головой.

Благодаря знаниям, полученным еще в школе, мы понимаем, что видим над собой отдельные звезды, подобные нашему Солнцу, целые звездные системы, нашу Галактику, Вселенную, в конце концов. Однако, несмотря на достаточно высокий уровень образованности современного человека, многие не совсем правильно понимают, чем отличается галактика от вселенной. Давайте попробуем разобраться с этим вопросом, тем более он совершенно несложен.

Галактика, наш звездный дом

Скопления звездных систем, связанных между собой силами гравитации, называют галактикой. Это самое примитивное описание данного явления, но в то же время наиболее точно отражающее его сущность. Галактики могут быть не очень большими, состоящими из нескольких миллиардов светил, но бывают и гигантскими монстрами, включающими в себя триллионы звезд.

В качестве примера можно привести карликовую галактику Малое Магелланово облако (1,5 миллиарда звезд) и мегаобразование – спиральную галактику с безликим названием NGC 6872. Точное количество звезд подсчитать в ней затруднительно из-за гигантских размеров, но то, что счет идет на триллионы, не вызывает сомнения.

Чтобы более наглядно представить себе необозримость этого монстра, можно сравнить ее с нашей большой космической родиной – Млечным Путем (в этой галактике находится Солнечная система):

размер Млечного Пути составляет 100-120 тыс. световых лет в диаметре и он тоже считается далеко не маленьким образованием;
облет галактики NGC 6872 по такому же маршруту займет ни много ни мало 500 тыс. световых лет.

Кстати, многие галактики также связаны между собой гравитацией и живут (вращаются) в едином ритме. В нашем скоплении галактик кроме нас присутствуют Андромеда (диаметр 200 тыс. световых лет), галактики Треугольника (50 тыс. световых лет) и еще ряд спутниковых образований, так называемых карликовых галактик.

Итак, с галактиками немного разобрались. Теперь, чтобы понять, в чем отличие галактики от вселенной, следует поговорить о самой вселенной.

Вселенная… Непостижимая бездна

Коротко: вселенная – это безграничный объем пространства, заполненный звездами, звездными системами, галактиками, черными дырами, пустотой и т. д. И, вполне возможно, в ней есть еще много различных объектов, явлений, о которых современная наука даже не подозревает. Все это многообразие находится в постоянном движении и живет своей, иногда непостижимой для нас жизнью.

Когда смотришь на ночное небо, кажется, что оно просто напичкано звездами. Снимки, сделанные с помощью самого мощного телескопа в мире Хаббла, как будто подтверждают это впечатление. Да и последние исследования астрономов показывают, что во вселенной существуют как минимум 100-200 миллиардов галактик, а по некоторым данным – более 500 млрд. Однако на деле все эти звездные скопления бесконечно одиноки в безграничной вселенной. Зачастую их разделяют такие огромные расстояния, что человеческий разум просто не в силах себе их представить.

Вселенная образовалась после Большого Взрыва и, соответственно, имеет свой возраст, хотя и не имеет границ. По последним данным, возраст праматери всего, что есть в космосе, исчисляется 13,75±0,13 млрд лет. Правда, немало серьезных ученых считают, что Вселенная вечна, что она существовала всегда, и никаких Больших Взрывов не было и в помине. Однако оставим научные споры «специально обученным людям» и перейдем к главному пункту нашей статьи.

Сравнение

Теперь сведем воедино все, что мы узнали из предыдущего материала. Попытаемся определить различия между этими двумя объектами. Их немного, но они достаточно существенны.

В таблице мы выделили главные, на наш взгляд, моменты, показывающие, в чем разница между галактикой и вселенной. Образно говоря, вселенную можно представить как некий экстравагантный дом, состоящий из блоков, каждый из которых отличается от соседа своим весом, размером и даже физическими свойствами (теоретически). Однако, несмотря на такой «разброд», вся конструкция выглядит на удивление гармонично и прочно. Она подчинена единым, «вселенским» законам, незыблема и вечна.

У нас в городе есть великолепная обсерватория. И я любила пропадать там в школьные годы. Работники относились ко мне лояльно и подпитывали мою любознательность, делились нюансами работы и интересными астрономическими фактами. Я с огромной теплотой вспоминаю то время.

Возникновение галактик

Что такое галактика ? Это ведь одно из основополагающих понятий. Помню, как меня водили по музею обсерватории и рассказывали об этом. Что вскоре после Большого Взрыва галактики начали формироваться по мере того, как звезды рождались и гравитационно притягивались друг к другу в полотнах газа, вызванных небольшими колебаниями плотности вещества в молодой вселенной. Потом звезды начали формировать протогалактики. Это очень трудно представить было. Но ощущалось как что-то немыслимое, грандиозное.

Собственно говоря, теперь я понимаю, что галактика представляет собой совокупность звезд и планет , огромное количество газа и пыли, которые удерживаются вместе под действием силы тяжести. И все небесные тела вращаются вокруг центрального объекта. Просто сухие факты. А тогда это было практически магией.

Как классифицируются галактики

Там же, в обсерватории, были огромные макеты различных типов галактик. Оказывается, что большинство близлежащих к нам ярких галактик - спиральные. Они различаются по форме и размеру, взаимодействуют друг с другом, иногда врезаются друг в друга и сливаются, иногда разрывая друг друга. А вообще все галактики делят на четыре основных типа :

спиральные галактики;
галактики с перемычкой ;
эллиптические ;
нерегулярные галактики.

Спиральная галактика возникает , когда звезды внутри протогалактики рождаются с разными интервалами . Газ между развивающимися звездами разрушается, в результате гравитационные различия управляют звездами, пылью и газом протогалактики. Это движение заставляет все вращаться, а различия в гравитации приводят к появлению спиральных рукавов.

Когда я смотрю на небо, постоянно мысленно улетаю к звездам и вижу в своем воображении все это великолепие. Звезды собираются в галактики. Галактики - в группы галактик, и эти группы - в кластеры.

Полезно1 Не очень

Комментарии0

Многие дети любят батончики «Milky Way». И мой внук, не исключение. Зная основы английского языка, он понимает, что milky - означает молочный, а way – путь, дорога. Но недавно он узнал, что создатели подразумевали под этим названием совсем не путешествие по дорогам с молочным шоколадом, а название нашей Галактики «Млечный Путь» . И тут посыпался град вопросов:

почему нашу Галактику назвали «Млечный Путь »?
что такое Галактика вообще?
если есть наша Галактика , значит, есть и не наши Галактики ?

Постараюсь ответить на эти вопросы. Думаю, что ответы могут пригодиться и вам в общении с вашими детьми и внуками.

Происхождение названия «Млечный Путь»

Красота ночного неба, сами небесные объекты и явления привлекали внимание людей с незапамятных времен. Но до нас дошли астрономические знания, оформившиеся в науку, от учёных Древней Греции (Эллады). Так, например, картина мира Птолемея господствовала в Европе 14 веков. Но у самих древних греков представления об окружающем мире переплетались с их религиозными представлениями и мифами . Название «Млечный Путь» родом из эллинских легенд.

Когда родился мальчик, которому предстояло стать могучим героем Гераклом, его подложили на ложе спящей верховной богине Гере , чтобы он испил её грудного молока и стал бессмертным. Но Гера проснулась и оттолкнула младенца смертной, при этом её молоко расплескалось по небосводу, образуя белесую сверкающую полосу, пересекающую всю небесную сферу. Так, по представлениям эллинов появился «Млечный (молочный) Путь» .

Наша Галактика

«Галактика» , в переводе с древнегреческого языка, означает «Млечный Путь» . Конечно, в наше время никому и в мысли не придёт верить в такое объяснение появления на нашем небе этого удивительного объекта. Так что же такое Галактика на самом деле?

Мы понимаем, что жизнь на Земле может существовать только благодаря излучениям света и тепла от огромного космического объекта, называемого Солнцем . Этот огненный шар мог бы вместить в себя по объёму 1300 000 планет, размером с Землю. Но выглядит он размером с футбольный мяч, поскольку очень далеко от нас. Оказывается, все звёздочки на нашем небе являются ничем иным, как такими же светилами, несколько отличающиеся температурой, размерами и возрастом. Просто все они удалены от нас на колоссальные космические расстояния, поэтому и смотрятся горящими искорками.

Звёзды во Вселенной распределяются не как попало. Они силам притяжения собраны в звёздные объединения, которые за счёт вращения принимают форму утолщенного в центре диска. Их то и назвали галактиками. Звёздное образование, к которому принадлежит наше Солнце, назвали «Млечный Путь» . Мы видим его сбоку, поэтому оно и сверкает белесой полосой через всё небо. Практически все объекты, наблюдаемые на звёздном небе, тоже входят в нашу галактику.

Другие галактики

Фернан Магеллан использовал в 15 веке для навигации в Южном Полушарии белесые туманности, названные в последствие Магеллановыми Облаками.

Другое такое светящееся маленькое облачко (Туманность Андромеды ) ещё в 10 веке наблюдал персидский астроном Ас-Суфи.

Лишь в 19 веке учёные, вооруженные сложной оптической техникой, сумели доказать, что эти объекты расположены за пределами нашей Галактики и, так же как и «Млечный Путь», являются огромными звёздными скоплениями. Это другие, ближайшие к нам, Галактики. А их миллиарды.

Полезно1 Не очень

Комментарии0

Когда я учился в 7-м (!) классе, я поспорил со своим соседом по парте о том, что больше: галактика или вселенная. Сейчас мне очень стыдно за этот спор. Благо, с тех пор я узнал о вселенной гораздо больше.

Что представляет собой галактика

Галактика не является мерой деления Вселенной, как ошибочно считают некоторые люди (в основном - дети). Это всего лишь скопление звезд, газа, пыли, темной материи, планет, удерживаемое вместе гравитационным полем и движущееся относительно центра масс.

Именно так движутся не только планеты и спутники, но даже сама галактика. Наша с вами галактика не исключение и мы сейчас с огромной скоростью движемся в направлении центра Вселенной.

Некоторые из галактик можно разглядеть с нашей планеты даже без помощи телескопа. К сожалению, их всего 4:

Андромеда (видна в Северном полушарии);
Большое и Малое Магеллановы Облака (это 2 галактики, видны в Южном полушарии);
М33 в созвездии треугольника (Северное полушарие).

Интересно будет узнать, что наша галактика спиралевидная, то есть, у нее есть рукава, наша Солнечная система находится на внутреннем крае одного из них (рукав Ориона), из-за такого расположения в галактике, мы не можем увидеть часть рукава через телескоп, например.

Что такое группы галактик

В действительности, одиноких галактик во вселенной очень мало. Порядка 96% составляют галактические объединения. Очень часто в таких скоплениях галактик есть одна, которая намного больше остальных (доминирующая), именно она и притягивает остальные своим гравитационным полем. Со временем самые большие галактики поглощают более мелкие, увеличивая свои размеры.

Наша галактика тоже не одинока, она принадлежит к местной группе галактик и доминирует в ней вместе с Андромедой. Точное количество галактик из нашей группы неизвестно, предполагается, что их около 43.

Размеры самой вселенной колоссальны, но и она конечна, за пределами 13,7 млрд световых лет абсолютно ничего нет. Но на вопрос о том, что это за «ничего» затрудняются ответить даже самые великие умы человечества.

Полезно0 Не очень

Комментарии0

Я увлекаюсь астрономией довольно продолжительное время, и что только ни изучала! Фильмы, книги, картинки, статьи, сейчас это с легкостью можно найти, и я постараюсь здесь вам ответить на ваш вопрос с помощью моих знаний. :) Космос таит много опасностей и загадок, и вряд ли для нас найдется место лучше, чем Земля. Но все же попробуем заглянуть?

Наше место в космосе

Все могут хорошо представить нашу родную планету, если подняться выше в космос, то там будет наша солнечная система . В нее входят:

8 планет (они все такие разные, красивые и таящие в себе загадки, которые только, возможно, предстоит разгадать).
главная звезда - желтый карлик Солнце (знаете ли вы, что это огромное тело, вмещающая в себя 1352418 наших планет, называют желтым карликом ? Оказывается, есть звезды намного больше нашего Солнца!).
ну и куда же без звездной пыли, метеоритов и астероидов .
мы окружены Поясом Койпера - "остатки" от формирования солнечной системы.

А дальше...

Мы покидаем нашу солнечную систему, но сколько их вокруг?! Невозможно сосчитать, миллиарды планет, звезд , невообразимые по размерам облака газа, пыли, энергии ... Все это образовалось благодаря притяжению к друг другу этого всего силами гравитации . Все это (наша галактика) вращается вокруг сверхмассивной черной дыры . Этот объект не изучен вовсе, ведь по современным представлениям черная дыра ничего не излучает , а только "засасывает" в себя объекты, буквально растворяя их.

Но не стоит пугаться, мы далеко от нее. На картинке видны белые участки - места с меньшей температурой, но не все забито планетами и звездами, есть темные участки - участки пустые.

Посмотрите на это фото:

Множество огней, но на самом деле это миллионы галактик , в наше время астрономы могут за ними наблюдать, но границы есть. Уровень развития техники не позволяет заглянуть дальше, мы лишь можем наблюдать то, куда можем заглянуть.

Размеры видимой части Вселенной просто поражают воображение! Тем не менее, это всего лишь песчинка на берегу безбрежного Океана - Большой Вселенной, - истинную величину которой мы не в состоянии ни вообразить, ни посчитать...

Галактика Млечный Путь входит в семью соседних галактик, известных как «Местная группа», и образует вместе с ними скопление галактик. Среди ближних галактик есть великолепные спирали. Одна из них, галактика Андромеды, является самым удалённым объектом, видимым невооружённым глазом. Большинство галактик во Вселенной имеет либо спиральную, либо эллиптическую форму, и многие из них входят в состав галактических скоплений.

На протяжении XIX в. и в начале XX в. астрономы не знали точно, что это за туманные светлые пятнышки видны им в телескоп. Было ясно, что звёзды входят в состав Млечного Пути так же, как и яркие газовые облака, вроде туманности Ориона. Но в поисках комет и планет астрономы, такие, как Шарль Мессье и Уильям Гершель, обнаруживали тысячи более слабых туманностей, многие из которых были спиральными. Астрономам хотелось знать, были ли это галактики, расположенные далеко за пределами Млечного Пути, или просто облака газа в пашей Галактике. Ответить на этот вопрос удалось лишь тогда, когда был найден способ измерения расстояний до этих слабых туманностей.

В 1924 г. американский астроном Эдвин Хаббл убедительно доказал, что спиральные туманности - это гигантские галактики , подобные Млечному Пути, но безгранично удалённые от него. Одним ударом он открыл ошеломляющую огромность Вселенной. Хаббл первым открыл в галактике Андромеды переменные звёзды - цефеиды. Они были гораздо слабее, чем цефеиды Магеллановых облаков. Разница в блеске означала, что галактика Андромеды должна быть в 10 раз дальше от нас, чем Магеллановы облака.

Галактику Андромеды можно наблюдать невооружённым глазом - это самый удалённый объект, который можно увидеть без бинокля или телескопа. Бесчисленные галактики намного слабее этой и, следовательно, ещё более далеки от нас. Эдвин Хаббл открыл царство галактик. В течение нескольких последующих лет он измерил расстояния до многих других спиралей и смог доказать, что даже ближайшие галактики отдалены от нас на много миллионов световых лет . Размеры наблюдаемой Вселенной намного превысили прежние догадки.

Местная группа

Вглядываясь в глубокий космос, мы обнаруживаем, что галактики не распределены по Вселенной равномерно. Галактики группируются вместе, образуя скопления, или семьи. Наша собственная семья называется «Местной группой». Это, в общем, довольно разреженное образование: около 25 его членов разбросаны на пространстве в 3 миллиона световых лет. Самые крупные их них - Млечный Путь, а также спиральные галактики М31 в Андромеде и МЗЗ в Треугольнике. Млечный Путь сопровождают около девяти карликовых галактик, движущихся поблизости, а Андромеду - ещё восемь. Астрономы продолжают находить в нашей «Местной группе» всё новые слабые галактики.

Каждый член «Местной группы» движется под действием гравитационного притяжения всех остальных членов. Все скопления галактик удерживаются вместе гравитационным полем, которое представляет собой важнейшую из сил, действующих во Вселенной на больших расстояниях. Измеряя скорости галактик в «Местной группе», астрономы могут вычислить её общую массу. Она примерно в 10 раз больше, чем масса видимых звёзд, - отсюда следует, что в Местной группе должно находиться очень много тёмного, невидимого вещества.

Скопление в Деве

Если мы продолжим путешествие за пределами «Местной группы», нам встретятся другие небольшие группы галактик - например, квинтет Стефана, в котором две спиральные галактики сцепились вместе. А дальше уже мерцают намного более крупные скопления. Громадное скопление Девы, расстояние до которого около 50 миллионов световых лет, - это ближайшее к нам большое скопление галактик. Оно слишком удалено, чтобы можно было вычислить расстояние с помощью переменных звёзд. Вместо этого для расчёта используют звёздные величины самых ярких звёзд и максимальных звёздных скоплений. Их блеск сравнивают с блеском подобных же объектов, расстояние до которых уже известно.

Скопление Девы огромно; оно раскинулось на участке, примерно в 200 раз превышающем площадь, занимаемую на небе полной Луной! В этом гигантском скоплении насчитывается несколько тысяч членов. В центральной его части находятся три эллиптические галактики, впервые занесённые в списки Шарлем Мессье: М84, М86 и М87. Это действительно громадные галактики. Самая крупная из них, М87, по размеру сравнима со всей пашей «Местной группой». Скопление Девы столь массивно, что его гравитационное действие не только удерживает вместе весь этот огромный коллектив, но и простирается вплоть до пашей «Местной группы». Наша Галактика и её компаньоны медленно движутся по направлению к скоплению Девы.

Скопление в созвездии Волосы Вероники

Двигаясь ещё дальше, на расстоянии примерно в 350 миллионов световых лет мы прибываем в огромный галактический город в созвездии Волосы Вероники. Это скопление Волос Вероники, содержащее более 1000 ярких эллиптических галактик и, возможно, много тысяч более мелких членов, которые уже невозможно увидеть современными способами. Размер скопления в поперечнике достигает 10 миллионов световых лет; две сверхгигантские эллиптические галактики находятся в самой его сердцевине. Астрономы предполагают, что в этом скоплении содержатся десятки тысяч членов.

Все галактики удерживаются в скоплении силами тяготения. В таком случае скорости галактик внутри скопления указывают, что лишь несколько процентов общей массы заключено в звёздах, которые нам видны . Скопление в Волосах Вероники, как и другие крупные скопления такого типа, в основном состоит из тёмного вещества.

В центральных областях густо населённых скоплений, подобных тому, что находится в Волосах Вероники, вряд ли имеются спиральные галактики. Возможно, это связано с тем, что спиральные галактики, которые когда-то там существовали, слились вместе, образовав эллиптические галактики. Скопление Волос Вероники является сильным источником рентгеновского излучения, испускаемого очень горячим газом с температурой от 10 до 100 миллионов градусов. Этот газ обнаружен в центральной части скопления; по своему химическому составу он близок к материалу звёзд.

Возможно, что произошло следующее. Галактики, находящиеся в центральной части скопления, сталкивались друг с другом и, разлетаясь после удара, сбрасывали свои газовые облака. Газ разогревался трением, когда галактики проносились сквозь него со скоростями до тысяч километров в секунду. Поскольку галактики теряли свой газ, их спиральные рукава постепенно исчезли.

Сверхскопления и пустоты

Фотографирование глубокого космоса показывает, что по мере нашего продвижения во Вселенную, галактики всё появляются и появляются. Почти в любом направлении, куда бы мы ни посмотрели, обнаруживается россыпь слабых галактик, подобная пыли. Некоторые объекты обнаружены на расстоянии до 10 миллиардов световых лет . Каждая из этих бесчисленных галактик содержит миллиарды звёзд. Такие числа с трудом представляют себе даже профессиональные астрономы. Внегалактическая Вселенная больше всего, что можно вообразить.

Почти все галактики находятся в скоплениях, содержащих от нескольких штук до многих тысяч членов. Но что можно сказать о самих этих скоплениях: может быть, они тоже группируются в семьи? Да, это именно так!

Местное скопление скоплений, известное, как «Местное сверхскопление», представляет собой уплощённое образование, в которое входят, в частности, Местная группа и скопление Девы. Центр масс расположен в скоплении Девы, а мы находимся на окраине. Астрономы приложили усилия, чтобы составить трёхмерную карту «Местного сверхскопления» и выявить его структуру. Оказалось, что оно содержит около 400 отдельных скоплений галактик; эти скопления собраны в слои и полосы, разделённые промежутками .

Другое сверхскопление находится в созвездии Геркулеса. До него около 700 миллионов световых лет, причём на протяжении примерно 300 миллионов световых лет по дороге к нему галактики, видимо, не встречаются вовсе.

Таким образом, астрономы установили, что сверхскопления отделены друг от друга гигантскими пустыми пространствами. Внутри сверхскоплений тоже есть как бы «пузыри» размерами в миллионы световых лет, не содержащие галактик. Сверхскопления складываются в нити и ленты, придавая Вселенной в самом грандиозном масштабе губчатую структуру.

Закон Хаббла и красное смещение

Сейчас нам известно, что наша Вселенная всё время расширяется, становясь всё больше и больше. Решающую роль в открытии сыграл Хаббл. Используя звёзды-цефеиды, он определил расстояния до ближайших галактик, а по измерениям красного смещения установил их скорости. Открытие было сделано, когда он построил график, на котором скорости галактик были отложены, в зависимости от расстояний до них. Оказалось, что взаимосвязь этих двух величин выражается на графике прямой линией: чем дальше от нас галактика, тем больше её скорость. Закон Хаббла утверждает, что чем быстрее движется галактика, тем более она удалена . Хаббл нашёл связь между двумя величинами, которые можно было измерить для ближайших галактик: между расстоянием и красным смещением (которое и даёт скорость). А после того, как такая связь установлена, закон Хаббла может быть обращён и использован для обратной процедуры. Измеряя красное смещение для более далёких галактик, можно, используя закон Хаббла, вычислить и расстояние до них. Именно так астрономы узнают расстояния до далёких галактик нашей Вселенной.

Конечно, при использовании закона Хаббла, существует некоторая неуверенность в правильности результата. Например, если при вычислении расстояний до ближайших галактик допущена неточность, график уже не будет абсолютно правильным: любая ошибка в нём продолжится в дальний космос, когда мы попытаемся узнать с его помощью расстояния до более удалённых галактик. Тем не менее, закон Хаббла является важнейшим методом исследования крупномасштабной структуры Вселенной.

Расширение Вселенной

Почему из закона Хаббла следует, что Вселенная расширяется? Все галактики разбегаются от нас. Значит, Млечный Путь находится в центре Вселенной? Ведь, когда мы видим взрыв - например, фейерверк, взорвавшийся в небе, - то всё разлетается во все стороны от места взрыва. Значит, если всё вокруг разлетается от нас, мы должны находиться в центре этого расширения?

Нет, это не так: мы не находимся в центре.

Когда во время взрыва отдельные части разлетаются в разные стороны, возрастают расстояния между всеми осколками. Это означает, что каждый обломок «видит», как все остальные улетают от него прочь. Чтобы понять, как это получается, возьми воздушный шарик и нарисуй на нём несколько галактик, используя спиральные и эллиптические значки. Теперь медленно надувай шарик. По мере его расширения галактики удаляются друг от друга. Какую бы галактику ты ни выбрал в качестве начала отсчета, все остальные, по мере надувания шарика, распыляются всё дальше и дальше.

Это можно обсудить и с точки зрения математики. Оболочка шарика это изогнутая поверхность, у неё почти нет толщины. Когда ты надуваешь шарик, эта сферическая поверхность, растягиваясь, охватывает всё большую часть пространства. Искривлённая оболочка, будучи сама двухмерной, расширяется в трёхмерном пространстве. И по мере того, как это происходит, то галактики, нарисованные на шарике, всё больше удаляются друг от друга.

Что же касается Вселенной, то три измерения обычного пространства расширяются в некоем особом четырёхмерном пространстве, которое называется пространство-время. Дополнительное измерение - это время. С течением времени три измерения космоса непрерывно увеличивают свою протяжённость. Скопления галактик, неразрывно скреплённые с расширяющимся пространством, всё время удаляются друг от друга.

Возраст Вселенной

Как астрономы могут определить возраст Вселенной? Возраст дерева мы узнаём, подсчитывая годовые кольца на срезе, - в год нарастает по одному кольцу. Геологи могут оцепить возраст горных пород, осевших в отложениях, по найденным в них окаменелостям. Возраст Луны удалось узнать с помощью измерений радиоактивности пород, содержащих радиоактивные элементы. Во всех этих методах, так или иначе, добывают нужные данные - число колец, пилы окаменелостей, интенсивность оставшихся излучений - и с их помощью вычисляют возраст.

Чтобы определить возраст расширяющейся Вселенной, мы изучаем удалённость и скорости большого количества галактик. Оказывается, что с удалением на каждый миллион световых лет скорость галактик возрастает примерно на 20 км/с (астрономы знают это число не вполне точно, с допуском в 2-3 км/с). Зная, как изменяется скорость с расстоянием, мы можем подсчитать, что 17 миллиардов лет назад вся материя находилась в одном и том же месте. Это и есть один из способов определения возраста Вселенной. Так как её возраст - это время, прошедшее после Большого взрыва, когда началось расширение…

Подробнее о настоящем строении Вселенной см. в книгах академика Н.В. Левашова «Последнее обращение к Человечеству» и «Неоднородная Вселенная» и других.

В удалённом скоплении галактик «живут» 800 триллионов Солнц

Иван Терехов, 17.10.2010

Бесконечный космос «подбрасывает» учёным всё новые, впечатляющие подробности существования на раннем этапе своего развития. На этот раз астрономы из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, работающие с телескопом SPT (South Pole Telecope), обнаружили одно из самых массивных галактических скоплений, удалённое от нас на 7 миллиардов световых лет. Информация об общей массе скопления может вызывать приступы головокружения и тошноты при попытке оценить масштабы действа: по данным измерений звёздный кластер имеет массу, равную массе 800 триллионов Солнц .

Скопление, получившее название SPT-CL J0546-5345 , расположено в созвездии Живописца. Его красное смещение z составляет 1,07, то есть сейчас астрономы наблюдают кластер в том состоянии, в котором он находился семь миллиардов лет назад. Причём, уже тогда эта структура была почти такой же крупной, как скопление Волос Вероники, являющееся одним из самых плотных скоплений, известных науке. Исследователи считают, что за прошедшее время SPT-CL J0546-5345 могло увеличиться в четыре раза.

«Это скопление галактик выигрывает титул тяжеловеса. Это одно из самых массивных скоплений, когда-либо найденных на таком расстоянии», - сказал сотрудник центра Марк Бродуин (Mark Brodwin) , один из авторов статьи, опубликованной в «Astrophysical Journal» . Как отметил Бродуин, в SPT-CL J0546-5345 много достаточно старых галактик. Это означает, что скопление возникло в «детстве» Вселенной, в первые два миллиарда лет её существования. Возраст Вселенной, по данным зонда WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) , оценивается в 13,73 миллиарда лет. Такие скопления могут быть полезны в изучении влияния тёмной материи и тёмной энергии на формирование различных структур в космосе.

Группа обнаружила скопление, работая с первыми данными телескопа SPT, установленного на станции Амундсена-Скотта в Антарктиде. 10-метровый телескоп, работающий в частотном диапазоне 70-300 ГГц, начал работу в 2007 году. Поиск скоплений галактик - его основная задача, с помощью данных SPT учёные надеются приблизиться к получению уравнения состояния для тёмной энергии, на которую, по представлениям астрономов, приходится около 74% массы Вселенной. Найденное скопление астрономы изучили с помощью инструментов космического телескопа Спитцер (Spitzer Space Telescope) , а также группы телескопов чилийской обсерватории Лас-Кампанас. Это позволило выделить отдельные галактики в скоплении и оценить скорость их движения.

SPT-CL J0546-5345 удалось обнаружить, благодаря так называемому эффекту Сюняева-Зельдовича - незначительным искажениям в реликтовом излучении, «эхе» Большого взрыва, которые возникают, когда излучение проходит через крупное скопление. Этот метод поиска одинаково хорошо выявляет и близкие, и удалённые скопления, а также позволяет достаточно точно оценить их массу.

Подпишитесь на нас

Все камни