Erdvė yra tarsi kempinė; ilgi, šviečiantys tūkstančių ir milijonų galaktikų siūlai pakaitomis susidaro su tuštumais - juodosiomis skylėmis, kuriose yra žymiai mažiau žvaigždžių sankaupų nei vidutiniškai. Tiesa, niekam nesuteikiama taip pamatyti Visatą: nesvarbu, kur yra stebėtojas, žvaigždės ir galaktikos bus išsibarstę tarsi vidinis sferos paviršius, kurio centre stovi žiūrovas.
Astronomams senovėje ir iki XX amžiaus pradžios dangus atrodė plokščias: jie žinojo, kaip nustatyti atstumą tik iki artimiausių astronominių objektų - Saulės, Mėnulio, Saulės sistemos planetų ir jų didelių palydovų; visa kita buvo nepasiekiama toli - taip toli, kad nebuvo prasmės kalbėti apie tai, kas buvo arčiau, o kas buvo šalia. Tik XX amžiaus pradžioje gilioji erdvė pradėjo įgyti tūrį: atsirado naujų būdų, kaip matuoti atstumus iki tolimų žvaigždžių - ir mes sužinojome, kad be mūsų galaktikos yra ir nesuskaičiuojama daugybė žvaigždžių grupių. Ir šimtmečio pabaigoje žmonija atrado, kad jos gimtoji galaktika sukasi viename iš tarpų tarp žvaigždžių „kempinės“gijų - toje vietoje, kuri yra labai tuščia net pagal kosminius standartus.
- „Salik.biz“
Nuo plokštumos iki tūrio
Žmogaus akis gali atskirti tolimą objektą nuo artimo tik tuo atveju, jei šie objektai nėra per toli nuo stebėtojo. Netoliese augantis medis ir kalnas horizonte; asmuo, stovintis eilėje priešais žiūrėtoją, ir šimtas žmonių iš jo. Binokuliarumas leidžia suprasti, kas yra toli ir kas artima (viena akimi tai taip pat gali būti padaryta, bet mažesniu tikslumu) ir smegenų sugebėjimas įvertinti paralaksą - regimos objekto padėties pokyčius tolimo fono atžvilgiu.
Kai žiūrime į žvaigždes, visi šie triukai yra nenaudingi. Galingu teleskopu naudodamiesi paralaksu galite įvertinti atstumą iki arčiausiai Saulės esančių žvaigždžių, tačiau tai baigiasi mūsų galimybėmis. Didžiausias šio metodo pasiekimas buvo pasiektas 2007 m. Naudojant „Hipparcos“palydovinį teleskopą, kuris išmatuojo atstumą iki milijono žvaigždžių netoli Saulės. Bet jei paralaksas yra jūsų vienintelis ginklas, tada viskas, kas yra daugiau nei keli šimtai tūkstančių parsekų, lieka taškais ant vidinio sferos paviršiaus. Greičiau išliko - iki praėjusio amžiaus dvidešimtojo dešimtmečio.
„Millenium“modeliavimas apskaičiuoja 10 milijardų dalelių kube, kurio kraštinė yra apie 2 milijardus šviesmečių. Pirmą kartą ją paleidus 2005 m. Buvo naudojami preliminarūs WMAP misijos, tiriančios Didžiojo sprogimo reliktinę spinduliuotę, duomenys. Po 2009 m., Kai „Planck“kosmoso observatorija paaiškino CMB parametrus, modeliavimas buvo pakartotinai paleistas kelis kartus, kiekvieną kartą prireikė mėnesio, kol veikė „Max Planck Society“superkompiuteris. Modeliavimas parodė galaktikų susidarymą ir jų pasiskirstymą - galaktikų klasterių ir tuštumų atsiradimą tarp jų.
Kur kosmose „kempinė“yra Pieno kelias?
Paukščių Tako galaktika yra nutolusi 700 tūkstančių parsk. Nuo artimiausios didžiosios galaktikos - Andromedos - ir kartu su Triangulumo galaktika ir penkiasdešimt nykštukinių palydovų galaktikų sudaro Vietinę galaktikų grupę. Vietinė grupė, kartu su keliolika kitų grupių, yra „Vietinio lapo“dalis - galaktikos siūlas, dalis „Galaktikų vietinio superklasterio“(superklasterio), kitaip vadinamo „Virgo superklasteriu“; be mūsų, joje yra apie tūkstantis didelių galaktikų. Mergelė, savo ruožtu, yra „Laniakei“superklasterio, kuriame jau yra apie 100 tūkstančių galaktikų, dalis. Artimiausi „Laniakea“kaimynai yra „Veronica supercluster“, „Perseus-Pisces“superklasteris, „Hercules“superklasteris, „Leo“klasteris ir kiti. Artimiausias mums kosminės tuštumos gabalas - Vietinis įėjimas - yra kitoje Pieno kelio pusėje, prieš kurią nėra vietos Vietos Lapo. Nuo Saulės iki Vietinės tuštumos centro jis yra apie 23 Mpc, o jo skersmuo yra apie 60 Mpc, arba 195 milijonai šviesos metų. Tai yra lašas vandenyne, palyginti su tikrai Didžiąja tuštuma, kuri galbūt supa mus.
2013 m. Grupė astronomų priėjo išvados, kad Paukščių Takas ir kartu su juo artimiausios galaktikos - didžioji dalis „Laniakea“- yra iš tikrųjų milžiniškos tuštumos, maždaug 1,5 milijardo šviesmečių, viduryje. Mokslininkai palygino radiacijos kiekį, pasiekiantį Žemę iš netoliese esančių galaktikų ir iš tolimiausių visatos kampų. Vaizdas atrodė taip, tarsi žmonija gyvena tolimame didmiesčio pakraštyje: švytėjimas virš didelio miesto apšviečia naktinį dangų labiau nei netoliese esančių namų langų šviesa. Milžiniška santykinės tuštumos zona buvo vadinama KVS tuštuma - po pirmųjų (lotyniškų) tyrimo autorių vardų Ryano Keenano, Amy Bargerio ir Lennoxo Cowie vardo raidžių.
Dėl negaliojančio PIC vis dar diskutuojama astronomų bendruomenėje. Jos egzistavimas išspręs kai kurias esmines problemas. Prisiminkite, kad tuštuma nėra tuštuma, o regionas, kuriame galaktikų tankis yra 15–50% mažesnis už Visatos vidurkį. Jei egzistuoja KBC tuštuma, tada šis mažas tankis paaiškintų Hablo konstantos (apibūdinančios Visatos plėtimosi greitį) verčių, gautų naudojant cefeidus ir per kosmines mikrobangų foninę radiaciją, neatitikimą. Šis neatitikimas yra viena sunkiausių šiuolaikinės astrofizikos problemų, nes teoriškai Hablo konstanta, kaip ir bet kuri kita konstanta, neturėtų kisti priklausomai nuo matavimo metodo. Jei Paukščių Takas yra milžiniškoje tuštumoje, reliktinė spinduliuotė pakeliui į Žemę atitinka daug mažiau medžiagų nei vidutiniškai erdvėje; taisydamas tai,galite suderinti eksperimentinius duomenis ir tiksliai išmatuoti Visatos plėtimosi greitį.
Galaktikos superklasterių ir tuštumų kilmės teorijos
Iškart atradę galaktikų ir tuštumų superklasterius, mokslininkai susimąstė apie jų kilmę - ir iš pat pradžių tapo aišku, kad negalima išsiversti be nematomos Visatos masės. Kempinė struktūra negali būti normalios, baryoninės medžiagos, kurią sudaro mūsų pažįstami objektai ir mes patys, produktas; pagal visus skaičiavimus, jo judėjimas negalėjo sukelti makro struktūros, stebimos šiandien per laiką, praėjusį nuo Didžiojo sprogimo. Galaktikos superklasterius ir tuštumas buvo galima sukurti tik perskirstant tamsiąją medžiagą, kuri prasidėjo daug anksčiau nei susiformavo pirmosios galaktikos.
Tačiau kai pasirodė pirmoji teorija, paaiškinanti gijų ir tuštumų egzistavimą, Didysis sprogimas dar nebuvo aptartas. Sovietų astrofizikas Yakovas Zeldovičius, kuris kartu su Jaanu Einasto pradėjo tirti makrostruktūrą, pirmuosius skaičiavimus padarė pagal tamsiosios medžiagos kaip neutrino, žinomo kaip karštosios tamsiosios medžiagos teorija, sąvoką. Pasak Zeldovičiaus, ankstyvajame Visatos egzistavimo etape atsiradę tamsiosios materijos pasipiktinimai lėmė ląstelės struktūros („blynų“) atsiradimą, kuri vėliau gravitaciniu mastu patraukė baryoninę medžiagą ir per kiek daugiau nei trylika milijardų metų sudarė stebimą galaktikos superklasterių, siūlelių ir sienų bei tuštumų struktūrą.
Devintojo dešimtmečio viduryje buvo atsisakyta karštosios tamsiosios medžiagos teorijos, palaikančios šaltojo tamsiosios medžiagos teoriją. Be kita ko, jis išsiskyrė iš neutrinų teorijos skalėmis, kuriose atsirado pirminės nehomogeniškumo savybės - mažesnės, todėl, atrodytų, nepaaiškina kosminio „kempinės“egzistavimo su savo elementais šimtų tūkstančių parsekų ilgio. Tačiau per ateinančius du dešimtmečius astrofizikams pavyko suderinti „blyno“modelį su „šaltosios“tamsiosios medžiagos matematika.
Šiuolaikiniai kompiuteriniai modeliavimai puikiai parodo, kaip jaunosios visatos tamsiosios medžiagos pasiskirstymas sukėlė galaktikos siūlus ir tuštumas. Garsiausias iš šių modeliavimų, atliktas 2005 m. Įgyvendinant Tūkstantmečio modeliavimo projektą superkompiuteriu Leibnizas rodo struktūrų, panašių dydžiu į Laniakei superklasterį, susidarymą, kuriame sukasi mūsų galaktika.
Anastasija Šrtogaševa