О том, что существуют другие галактики, астрономы знали уже в начале XX века. Несмотря на то, что первые из открытых галактик были уже известны ученым, поначалу их называли туманностями, приписывая их к нашей галактике - Млечный Путь. Ученые предполагали, что эти туманности могут представлять собой отдельные звездные системы. Однако такие гипотезы не выдерживали критики со стороны научного мира. Так складывалось из-за несовершенства техники для наблюдений.
В 1922 году астроном из Эстонии Эрнст Эпик смог рассчитать приблизительное расстояние, которое отделяет Солнечную систему от туманности Андромеды. Данные, которые получил астроном, составляют 0,6 от тех цифр, которыми располагают ученые сейчас - а это даже более точный расчет, чем у Э. Хаббла. Сам Эдвин Хаббл в 1924 году воспользовался самым огромным в то время телескопом. Его диаметр составлял 254 см. Хаббл также сделал вычисления расстояния до Андромеды. Сейчас ученые располагают более точными данными, которые в три раза меньше сделанных Хабблом - однако все же это расстояние настолько велико, что туманность никак не может быть частью нашей галактики. Так туманность Андромеды стала первой отдельной галактикой.
Подобно звездам, галактики образуют группы разной численности. При этом такое свойство выражено у них намного в большей степени, чем у звезд. Большинство звезд не являются частями скопления, входя в состав общего поля нашей галактики. Группа галактик, в состав которой входит Млечный путь (местная галактика) насчитывает 40 галактик. Подобное группирование очень распространено на просторах Вселенной.
Известная часть скопления галактик называется «Метагалактика» - ее можно наблюдать с помощью астрономических методов. В состав Метагалактики входит порядка одного миллиарда галактик, наблюдение которых доступно при помощи телескопов. Млечный Путь является одной из которая является частью Метагалактики. Наша галактика и еще порядка 1,5 десятка галактик являются частью галактической группы, называемой местной группой галактик.
Возможности исследовать Метагалактику появились, главным образом, в конце ХХ века. Астрономы выяснили, что в находятся космическое и электромагнитное излучение, отдельные звезды, а также межгалактический газ. Благодаря научным достижениям стало возможным изучать галактики разных типов - квазары, радиогалактики.
Иногда астрономы любят называть Метагалактику "Большой Вселенной". С улучшением техники и телескопов все большая ее часть становится доступной для наблюдения. Астрономы считают, что Млечный путь и ближайшие 10-15 галактик являются членами одного галактического скопления. В Метагалактике очень распространены скопления галактик, численность которых составляет от 10 до нескольких десятков членов. Такие группы плохо различимы астрономами на больших расстояниях. Причина в том, что карликовые галактики не доступны для наблюдения, а гигантских в подобных группах, как правило, всего несколько.
Согласно эйнштейновской теории относительности, большие массы способны искривлять вокруг себя пространство. Поэтому положения геометрии Евклида в этом пространстве не оправдываются. Только в огромном масштабе Метагалактики можно увидеть различия между двумя научными подходами - ньютоновской механикой и механикой Эйнштейна. В Метагалактике также действует так называемый закон красного смещения. Это значит, что все находящиеся около нас галактики удаляются в разные стороны. Причем чем дальше они удаляются, тем больше становится их скорость.
Галактические скопления могут быть рассеянными, или иметь шарообразную форму. В их состав могут входить десятки и даже тысячи различных галактик. Самая близкая к нам галактика расположена в созвездии Девы и удалена на расстояние 10 миллионов парсеков. Скопления галактик, называемые правильными, имеют сферическую форму. Входящие в их состав галактики имеют тенденцию концентрироваться в одной точке - центре галактического скопления. Правильные скопления и без того отличаются высокой плотностью галактик, но в их центре концентрация достигает максимума. Однако есть у правильных скоплений и различия, проявляемые, главным образом, в их плотности и различной численности входящих в их состав галактик.
Например, группа галактик Волосы Вероники отличается большим количеством составляющих, а галактики, входящие в состав Пегаса - плотностью. Особенно высока она в центральном районе Пегаса. Здесь плотность достигает 2 тыс. галактик на 1 кубический мегапарсек. Соседние галактики практически касаются друг друга, а их плотность практически в 40 тысяч раз выше, чем плотность в Метагалактике. Также высокая плотность свойственна группам галактик Северная Корона.
Пока ученые не могут дать точного ответа на этот вопрос. Однако по теории Большого взрыва, молодая Вселенная была полна водородом и гелием. Из этого густого облака под действием темной материи (а впоследствии и гравитационных сил) стали формироваться первые звезды и звездные скопления.
По мнению некоторых астрономов, звезды появились достаточно рано - уже через 30 млн. лет после Большого взрыва. Другие убеждены, что эта цифра составляет 100 млн. лет. Исследования при помощи современной техники показывают, что светила формировались одновременно по нескольку штук - часто это количество доходило даже до сотен. Этому способствовали гравитационные силы, оказывающие влияние на заполнявший Вселенную газ. Газовые облака закручивались в диски, и в них постепенно формировались уплотнения, затем становившиеся звездами. В юной Вселенной первые звезды были действительно гигантских размеров - ведь для них было много «строительного материала».
Самое большое скопление галактик, открытое астрономами, называется SPT-CL J0546-5345. Ее масса практически равна массе 800 триллионов Солнц. Обнаружить гигантскую галактику ученые смогли при помощи Сюняева-Зельдовича - он заключается в том, что температура микроволнового излучения падает при его взаимодействии с гигантскими объектами Вселенной. Это скопление удалено от нас на 7 млрд. световых лет. Иными словами, астрономы наблюдают его таким, какое оно было 7 млрд. лет назад - а это через 6,7 млрд. лет после Большого взрыва.
В дальних просторах Вселенной было обнаружено еще одно скопление галактик, образующее обособленную космическую систему - ACT-CL J0102-4915. Эту огромную группу галактик астрономы прозвали El Gordo, что в переводе с испанского означает «толстяк». Ее расстояние до Земли - 9,7 млрд. световых лет. Масса этой группы галактик превышает массу Солнца в 3 миллиона миллиардов.
Скопление Волосы Вероники - это одна из самых интересных галактических групп в Метагалактике. Оно насчитывает порядка нескольких тысяч галактик. Расположены они в нескольких сотнях миллионов световых лет от Млечного пути. Большинство галактик являются эллиптическими. Волосы Вероники не отличаются яркими звездами - даже альфа, называемая Диадемой, невелика. В этом созвездии можно наблюдать скопление слабо светящихся звезд «Кома», что в переводе с латинского означает «волосы». Древнегреческий ученый Эратосфен называл это скопление «Волосами Ариадны». Птолемей же относил его к составу Льва.
Одна из самых красивых галактик созвездия - NGC 4565, или «Игла». С поверхности нашей планеты видна с ребра. Находится она в 30 млн. световых лет от Солнца. А диаметр галактики составляет более 100 тыс. световых лет. В Волосах Вероники есть и две взаимодействующие галактики - NGC 4676, или, как еще называют эту группу, «Мыши». Они удалены от Земли на расстояние 300 млн. световых лет. Исследования показали, что уже однажды эти галактики прошли друг через друга. Ученые предполагают, что «Мыши» будут сталкиваться еще не раз, до тех пор, пока не превратятся в одну галактику.
Практически все галактики входят в то или иное скопление. На сегодня известны тысячи скоплений галактик. Это такие гравитационно-связанные системы, которые являются одними из самых больших структур во Вселенной. Диаметр скоплений галактик всегда превышает десятки миллионов световых лет.
Все скопления галактик можно разделить на 2 основных типа (или класса): правильные (регулярные) и неправильные (иррегулярные). Также ещё скопления галактик можно классифицировать по разным параметрам, например, по наличию ярких галактик в центре, по наличию пекулярных галактик, по числу галактик с мощным излучением и так далее.
Правильные (регулярные) скопления - как правило правильной сферической формы, состоят из большого числа галактик (количество может превышать 10 тысяч), к центру этого скопления увеличивается концентрация галактик. Самые яркие члены этих скоплений относятся к E и S0. В самом центре можно обнаружить одну или две ярчайшие эллиптические галактики.
Типичным и известным представителем правильных скоплений является скопление в (показано на изображении выше). Его размеры превышают 4 Мегапарсека. Помните, что 1 парсек = 3.08567758 × 10 16 метра. Число галактик в этом скоплении - несколько десятков тысяч.
Неправильные (иррегулярные) скопления галактик имеют неправильную форму и в них часто встречаются отдельные сгущения. В скоплениях этого типа встречаются галактики всех типов.
Типичным представителем неправильных галактик является скопление в созвездии Девы. Размеры его примерно 3 Мегапарсека. Число галактик - несколько тысяч (не больше 10 тысяч).
Ещё одним хорошим примером неправильного скопления галактик является скопление в :
В этом скоплении очень много спиральных галактик, внутри которых идёт активное звёздообразование. Часть галактик сталкивается друг с другом и со временем сливаются в одну. Учёные считают, что это скопление - хороший пример того, как на раннем этапе развития Вселенной взаимодействовали между собой галактики и после отдалились друг от друга, вследствие расширения Вселенной.
Изображение взято из Википедии
Крупномасштабные неоднородности в распределении галактик носят так называемый «ячеистый» характер. На стенках каждой ячейки расположено много галактик и скоплений, а внутри - большие пустые пространства. Размеры таких ячеек примерно составляют 100 Мегапарсек, толщина стенок - 3-4 Мегапарсека. Большие правильные или неправильные скопления галактик находятся в узлах этой ячеистой структуры. Отдельные участки (фрагменты) этой структуры называют сверхскоплениями . Как правило, сверхскопления имеют вытянутую или неправильную форму. На изображении выше часть сверхскоплений подписана.
Теперь вы представляете масштабы Вселенной (хотя, наверное, такое нельзя представить). Его невообразимые размеры. Это многотысячные скопления галактик, сверхскопления, внутри каждого из которых миллионы звёзд, каждая из них имеет множество планет, возможно на которых живут разумные существа. Вот только далеко нам до них и совсем не верится, что когда-нибудь мы кого-нибудь повстречаем!
Астрофизики обнаружили четыре ранее неизвестных галактических кластера, каждый из которых потенциально может содержать тысячи индивидуальных галактик. Эти объекты находятся на расстоянии в 10 миллиардов световых лет от Земли. Преуспели в этом исследователи из Имперского колледжа Лондона, которые придумали новый способ наблюдений за такими далекими объектами.
Модель телескопа Гершель. Источник: ESA/ AOES Medialab / NASA/ESA/STScI
Они объединили данные от астрономического спутника Планк (Planck) и космической обсерватории Гершель (Herschel) и сумели идентифицировать самые отдаленные группы галактик. Исследователи предполагают, что таким образом можно выявить до 2000 новых галактических кластеров, а так же сформировать четкое понимание их формирования.
Как известно, галактические кластеры являются самыми массивными объектами во Вселенной. Они содержат в себе сотни тысяч одиночных галактик, связанных между собой гравитационными силами. В последнее время астрономы смогли идентифицировать множество соседних галактических групп, но теперь им необходимо заглянуть еще глубже в прошлое для того, чтобы понять, как они сформировались. Свет от самой удаленной от Земли группы галактик шел до нас 10 миллиардов лет. Это означает, что телескопы показывают нам то, на что были похожи эти кластеры, когда Вселенной было всего три миллиарда лет.
Говорит ведущий исследователь доктор Дэвид Слементс из отдела физики в Имперском колледже Лондона: “Хотя мы и в состоянии видеть отдельные галактики, находящиеся дальше этих кластеров, но до сих пор самые старые группы галактик, исследованные астрономами, относятся ко времени, когда Вселенной было 4.5 миллиарда лет. Это равняется приблизительно 9.5 миллиардов лет от нас до них. Наш новый подход уже позволил нам обнаружить галактический кластер, который намного старше других, и мы предполагаем, что у этого метода есть потенциал для выявления еще более старых объектов”.
На таких больших расстояниях галактические кластеры могут быть идентифицированы по наличию галактик с огромными количествами пыли и газа, в которых формируются звезды. В результате этого процесса выделяется много световой энергии, которую фиксируют космические обсерватории. Галактики в таких кластерах разделены на две группы: эллиптические галактики, у которых много звезд, но мало пыли и газа; спиральные галактики, такие как наш Млечный путь, которые содержат много пыли и газа. Большинство галактических кластеров в настоящее время находятся “во власти” гигантских эллиптических галактик, в которых пыль и газ уже преобразовались в звезды. Это открытие было сделано с помощью ресивера спектральных и фотометрических изображений (SPIRE, Spectral and Photometric Imaging Receiver), установленного на аппарате Гершель.
Кластеры распределены на небе неравномерно. Они расположены таким образом, который предлагает определенную организацию. Кластеры часто связаны с другими кластерами, образуя гигантские сверхскопления. Эти сверхскопления обычно состоят из 3-10 кластеров и охватывают целых 200 миллионов световых лет. Существуют также огромные области между кластерами, которые образуют пустоты. Крупномасштабные исследования лучевых скоростей галактик, проведенные в 80-е годы, выявили еще более крупную структуру. Было обнаружено, что галактики и скопления галактик имеют тенденцию выстраиваться вдоль больших плоскостей и кривых, почти как гигантские стены, с относительно пустыми пространствами между ними. Существование подобной крупномасштабной структуры обнаруживается, когда в определенных направлениях происходят отклонения от соотношения скорость-расстояние. Один из таких объектов, открытый в 1988 году, получил название «Великий аттрактор».
рис. Типы взаимодействия галактик
Третья особенность галактических скоплений заключается в наличии в некоторых кластерах - обычно небольших плотных скоплениях – галактики необычного типа, называемой cD галактикой. Эти объекты несколько схожи по структуре с линзообразными галактиками (S0), но они значительно больше, с оболочками, простирающимися на расстояние до миллиона световых лет. Многие из них имеют несколько ядер, и большинство из них являются сильными источниками радиоволн. Наиболее вероятное объяснение для cD-галактик состоит в том, что они являются массивными центральными галактическими системами, которые захватили меньшие члены кластера своими доминирующими гравитационными полями и поглотили другие галактики в свои собственные структуры.
Еще одной особенностью, которую можно проследить в кластерной среде, является присутствие
За последние годы, аппетитные рецепты в картинках , информативные . Раздел обновляется ежедневно. Всегда свежие версии самых лучших бесплатных программ для повседневного использования в разделе Необходимые программы . Там практически все, что требуется для повседневной работы. Начните постепенно отказываться от пиратских версий в пользу более удобных и функциональных бесплатных аналогов. Если Вы все еще не пользуетесь нашим чатом , весьма советуем с ним познакомиться. Там Вы найдете много новых друзей. Кроме того, это наиболее быстрый и действенный способ связаться с администраторами проекта. Продолжает работать раздел Обновления антивирусов - всегда актуальные бесплатные обновления для Dr Web и NOD. Не успели что-то прочитать? Полное содержание бегущей строки можно найти по этой ссылке .
Галактический кластер 1E 0657-56 – один из тех, что увлечены таинственным течением. Направление потока – в сторону небольшого участка неба между созвездиями Центавр и Паруса.
Колоссальный поток скоплений галактик, удалённый от нас на 3 миллиарда световых лет, простирающийся на сотни мегапарсек и бегущий со скоростью порядка тысячи километров в секунду, являет собой огромный след от взаимодействия нашей Вселенной с другой вселенной. К такому выводу подводят работы двух групп астрофизиков и космологов.
В прошлом году Александр Кашлинский (Alexander Kashlinsky) и его коллеги из космического центра Годдарда обнаружили гигантских размеров поток галактических кластеров, несущихся на огромной скорости в одном направлении. Это загадочное явление вселенских масштабов получило название «Тёмный поток» (Dark flow), по аналогии с двумя другими тайнами космоса - тёмной материей и тёмной энергией.
Если наше пространство представить в виде стола, а видимую материю - в виде лужиц воды на нём, то похоже, что нашу Вселенную кто-то слегка наклонил.
Позднее несколько специалистов высказали сомнения в корректности вычислений Александра и его команды, поставив под вопрос само существование потока. Критика продолжается и сейчас. Однако в свежей работе Кашлинский и ряд учёных из США, Испании и Британии невозмутимо сообщают, что получили дополнительное подтверждение реальности феномена и вычислили новые его параметры.
Авторы исследования обобщили данные, собранные за пять лет зондом WMAP, снимающим реликтовое излучение. На картину последнего влияет как ранняя история Вселенной, так и наличие больших скоплений материи в современную эпоху (эффект Сюняева – Зельдовича - SZ effect). Потому, анализируя микроволновый фон, можно вычислять распределение и перемещение галактических кластеров по небу. В новой работе их число превысило тысячу.
Кашлинский по-прежнему утверждает, что аномалия, вероятно, вызвана неравномерной структурой самого пространства-времени в период перед космической инфляцией (Cosmic inflation), то есть в первые мгновения после рождения нашего мира. Это противоречит логичному представлению, что любые флуктуации в том новорождённом сверхплотном образовании, которое стремительно раздулось, образовав видимый мир, должны быть хаотичными, случайными и потому не могут иметь каких-то предпочтительных «направлений».
При этом, добавляют исследователи, увеличенная благодаря расширению Вселенной эта странная неравномерность, в одной из возможных своих интерпретаций, может представлять собой окно, позволяющее заглянуть в ландшафт мультивселенной (Multiverse).
И в любом случае выходит, что колоссальный поток кластеров – это след от воздействия чего-то, что ныне находится за пределами теоретически возможного наблюдения.
Как следует из ещё одной свежей работы, если гипотеза мультивселенной верна, количество образовавшихся некогда вселенных просто чудовищно велико. Перед периодом космической инфляции, то есть процессом, который в одном из вариантов картины мироздания и разделил всё эти вселенные, они могли взаимодействовать между собой.
О возможности такого хода событий рассуждает вторая исследовательская группа под руководством космолога Лауры Мерсини-Хаутон (Laura Mersini-Houghton) из университета Северной Каролины (UNC).
Она утверждает, что за рождение тёмного потока ответственна квантовая сцепленность (Quantum entanglement) нашей Вселенной и вселенной-соседки.
По аналогии с квантовой запутанностью разлетающихся в разные стороны субатомных частиц сцепленность двух сестринских вселенных может быть упрощённо представлена как наличие некой силы, простирающейся из-за горизонта нашего мира и оказывающей влияние на крупномасштабное распределение галактических кластеров.
Само же запутывание произошло в первый миг после Большого взрыва, в момент, когда будущие вселенные представляли собой ещё крошечные «пузыри» вакуума, соседствующие друг с другом. И тут важно пояснить, что даже при принятии гипотезы мультивселенной учёным ещё приходится выбирать между разными вариациями, объясняющими – что же это такое.
Согласно классификации космолога Макса Тегмарка (Max Tegmark) из Массачусетского технологического института, всё, что существует за пределами наблюдаемой Вселенной, может быть разделено на четыре иерархических уровня, каждый из которых отражает всё большее отличие «загоризонтного мира» от нашего. Эти уровни построены так, что вложены один в другой.
1 – обычный мир (с теми же законами), но лежащий за пределами нашего космического горизонта, иначе говоря, за границами нашего объёма Хаббла (Hubble volume), главное отличие – начальные условия и, как следствие, распределение материи. Об объёме Хаббла мы подробнее ещё скажем. 2 – множество вселенных-пузырей, разделившихся в процессе космической инфляции и различающихся физическими константами, элементарными частицами и, быть может, даже размерностью. 3 – многомировая интерпретация квантовой механики (в одной вселенной кот Шрёдингера жив, в другой – мёртв). 4 – конечный ансамбль (Ultimate Ensemble) – совокупность всего, что только возможно, собрание групп вселенных, отличающихся законами физики или математическими уравнениями, по которым они построены.
Объём Хаббла - это сфера, за пределами которой объекты вследствие расширения Вселенной удаляются от наблюдателя, опережая скорость света. Иногда термин «Объём Хаббла» применяют как синоним «наблюдаемой Вселенной», хотя это не строго идентичные понятия.
Фактически мир можно представить как бесконечную совокупность объёмов Хаббла, и каждый из них в некотором смысле – своя вселенная (помните четыре уровня Тегмарка?). Однако, прежде чем объёмы разошлись, они взаимодействовали, и отпечаток этого взаимодействия – аномалии в крупномасштабном распределении материи в наблюдаемом нами мире.
Об этом и пишет Лаура в своей работе. Образно говоря, «давление» новорождённых вселенных – мыльных пузырей друг на друга привело к силам, которые сгенерировали огромные неравномерности в распределении галактических кластеров в нашей собственной Вселенной.
Визуализация трёхмерной структуры Вселенной, видимой с нашей позиции (центр круга), фактически перед нами визуализация объёма Хаббла. Пятнышки света – это не галактики и даже не их скопления, а скопления скоплений галактик – суперкластеры (supercluster) – самые большие известные структуры в космосе. Масштабная линейка равна миллиарду световых лет. Наш дом здесь обозначен как Сверхскопление Девы (Virgo Supercluster) – это система, включающая десятки тысяч галактик, в том числе нашу собственную – Млечный Путь (иллюстрация Richard Powell).
Если это предположение Мерсини-Хаутон верно, выходит, что данные, извлечённые из микроволнового фона, впервые в истории могут предоставить нам информацию о чём-то, лежащем ныне за пределами нашего мира, и принести доказательства, что он - только малая часть куда более масштабной реальности.
Тут надо отметить, что открытая в 2007-м громадная дыра во Вселенной (WMAP Cold Spot) была несколькими месяцами ранее предсказана на кончике пера именно командой Мерсини-Хотон, и именно в русле описанной выше гипотезы.
Столь необычный объект (вернее, отсутствие в этом обширнейшем регионе космоса чего бы то ни было, за исключением, быть может, тёмной энергии) Лаура объясняет схожим образом, что и возникновение тёмного потока: отпечатком взаимодействия между нашей Вселенной и вселенной-соседкой или сестрой, учитывая совместное их рождение.
Однако эта версия механизма генерации WMAP Cold Spot оспаривается некоторыми учёными и считается альтернативной. Как является предметом дискуссии и «мультивселенская версия» рождения тёмного потока (его, что интересно, Мерсини-Хаутон тоже предсказала за пару лет до открытия).
Две новые работы космологов – лишь первые попытки приоткрыть завесу тайны над этой вселенской рекой. Александр, Лаура и их соратники полагают, что её течение может вынести наш кораблик познания к берегам абсолютно неизведанным.
