Метагалактика

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Hubble Ultra Deep Field — снимок «Хаббла». Справа — увеличенное изображение галактики в разных диапазонах
Космология
Ilc 9yr moll4096.png
Изучаемые объекты и процессы
Наблюдаемые процессы
Теоретические изыскания

Наблюда́емая Вселе́нная — понятие в космологии Большого Взрыва, описывающее часть Вселенной, являющуюся абсолютным прошлым относительно наблюдателя. С точки зрения пространства, это область, из которой материя (в частности, излучение, и, следовательно, любые сигналы) успела бы за время существования Вселенной достичь нынешнего местоположения (в случае человечества — современной Земли), то есть быть наблюдаемыми. Границей наблюдаемой Вселенной является космологический горизонт, объекты на нём имеют бесконечное красное смещение[1]. Число галактик оценивается более чем в 500 млрд[2].

Часть наблюдаемой Вселенной, доступной для изучения современными астрономическими методами, называется Метагала́ктикой[3]. За пределами Метагалактики располагаются гипотетические внеметагалактические объекты.

Сразу после своего появления Метагалактика начала расширяться[4].

Некоторые теории (например, большинство инфляционных космологических моделей) предсказывают, что полная Вселенная имеет размер намного больший, чем наблюдаемая[⇨].

Теоретически, граница наблюдаемой Вселенной доходит до самой космологической сингулярности, однако на практике границей наблюдений является реликтовое излучение. Именно оно (точнее, поверхность последнего рассеяния) является наиболее удалённым из объектов Вселенной, наблюдаемых современной наукой. В то же время в настоящий момент по мере хода времени наблюдаемая поверхность последнего рассеяния увеличивается в размерах, так что границы Метагалактики растут[5], и растёт, например, масса наблюдаемого вещества во Вселенной.

Наблюдаемую Вселенную можно, хотя и грубо, представлять как шар с наблюдателем в центре.

Основные параметры[править | править вики-текст]

Радиус Шварцшильда сферы, равномерно заполненной материей с плотностью, которая равна критической плотности, совпадает с радиусом наблюдаемой Вселенной[6][нет в источнике]. Гравитационный радиус Метагалактики r_g = 2GM_{**} /c^2[7], где G — гравитационная постоянная, с — скорость света в вакууме, M_{**} — характерная масса Метагактики[7].

Согласно экспериментальным данным, фундаментальные физические постоянные не изменялись за характерное время существования Метагалактики[7].

Размер[править | править вики-текст]

Observable universe logarithmic illustration.png

Размер наблюдаемой Вселенной из-за нестационарности её пространства-времени — расширения Вселенной — зависит от того, какое определение расстояния принять. Сопутствующее расстояние до самого удалённого наблюдаемого объекта — поверхности последнего рассеяния реликтового излучения — составляет около 14 миллиардов парсек или 14 000 Мпк (46 миллиардов или 4,6 × 1010 световых лет) во всех направлениях. Таким образом, Метагалактика представляет собой шар диаметром около 93 миллиардов световых лет[8]. Так как сопутствующее пространство Метагалактики почти евклидово, сопутствующий объём Метагалактики составляет примерно 11,5 трлн мпк3, то есть 3,5 × 1080 кубических метров или 4,1 × 1032 кубических световых лет. Известно, что Вселенная простирается далее границ наблюдаемой Вселенной[9].

Самый удалённый от Земли наблюдаемый объект, не считая реликтового излучения, — галактика, получившая обозначение UDFj-39546284, которая видна в инфракрасном диапазоне. Перед наблюдателем она предстает такой, какой она являлась при возрасте Вселенной 480 миллионов лет. С помощью ряда косвенных методов было определено, что красное смещение галактики UDFj-39546284 составляет 10,3; это означает, что она находится на расстоянии 13,2 миллиарда световых лет от нашей планеты.

Нерешённые вопросы физики, связанные с наблюдаемой Вселенной[править | править вики-текст]

Почему в наблюдаемой Вселенной существует только обычная материя, а антиматерия только рождается в ограниченных масштабах?[9]

Крупномасштабная структура Вселенной[править | править вики-текст]

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.[10]. 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 мега-парсек Вселенная практически однородна[11] 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 мегапарсек.

Нити и пустоты могут образовывать протяжённые относительно плоские локальные структуры, которые получили название «стен». 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.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. «За горизонтом вселенских событий», Вокруг Света, № 3 (2786), Март 2006 — качественное популярное описание понятия края наблюдаемой Вселенной (горизонт событий, горизонт частиц и сфера Хаббла).
  2. http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2013/06/500-billion-a-universe-of-galaxies-some-older-than-milky-way.html.
  3. Е. Б. Гусев. Вселенная как объект науки. Проверено 17 января 2015. Архивировано из первоисточника 2012-032-14.
  4. Введение в философию — М.: Политиздат, 1989. Ч.2. — С.85.
  5. Академик Виталий Лазаревич Гинзбург. Астрофизика. Элементы.ру. Проверено 24 марта 2014. Архивировано из первоисточника 9 февраля 2014.
  6. Black Holes. — P. 298.
  7. 1 2 3 Основные параметры Метагалактики
  8. WolframAlpha. Проверено 29 ноября 2011. Архивировано из первоисточника 5 июля 2012.
  9. 1 2 Джон Мазер. От Большого взрыва — к Космическому телескопу имени Джеймса Вебба и новым Нобелевским премиям. Элементы.ру. Проверено 24 марта 2014. Архивировано из первоисточника 7 февраля 2014.
  10. Bahcall, Neta A. (1988). «Large-scale structure in the universe indicated by galaxy clusters». Annual review of astronomy and astrophysics 26: 631—686. DOI:10.1146/annurev.aa.26.090188.003215.  (англ.)
  11. M. J. Geller & J. P. Huchra, Science 246, 897 (1989).

Ссылки[править | править вики-текст]