что такое метагалактика какова ее структура
Что такое Метагалактика
Что такое Метагалактика? Эта вся обозримая Вселенная, которую мы можем увидеть с помощью мощнейших телескопов и другого оборудования. Это все возможные галактики, звездные системы и скопления, которые доступны нашему взору. В таких масштабах не то что Земля, весь Млечный путь является лишь песчинкой. Метагалактика исследуется с помощью телескопов, таких, как проект «Телескоп Горизонт Событий», который подарил нам первую настоящую фотографию черной дыры. Такое оборудование позволяет заглянуть в самые дальние уголки космоса.
Структура
Вещество Метагалактики распространено неравномерно, есть места с высокой плотностью, есть полностью пустые. Галактики собираются в группы, и даже супергруппы – облака, которые могут состоять из нескольких тысяч таких систем. Млечный Путь тоже является частью такого облака, ядро которого находится относительно недалеко от нас на расстоянии в 40 миллионов световых лет в созвездиях Волосы Вероники и Дева.
До сих пор мы очень мало знаем о составе, форме и истинных размерах Метагалактики. Скорее всего, наша Вселенная безгранична, так как нам до сих пор не удалось увидеть изменения в плотности расположения звездных систем. Но, возможно, наше оборудование просто способно исследовать лишь небольшую ее часть.
Структура метагалактики
Размеры
Вы уже знаете, что Метагалактика – это обозримая Вселенная, которая расширяется с самого Большого Взрыва – момента ее возникновения. Мы определяем ее «границы» по реликтовому излучению, и то место, где заканчивается это рассеивание является последним, что мы в состоянии исследовать. Таким образом был вычислен примерный радиус Метагалактики. Он составляет 46 миллиардов световых лет. Но, каким бы он ни был, мы в любом случае не сможем заглянуть дальше, чем на 14 миллиардов световых лет, так как 14 млрд лет – это предполагаемый возраст Вселенной. И, учитывая, что свет движется всегда с одинаковой скоростью, даже если за этими границами есть что-то еще, мы не в состоянии этого увидеть, потому что свет оттуда до нас до сих пор не дошел.
Мы уже как-то рассуждали на тему, что находится на краю Вселенной, и даже это лишь догадки. А то, что может происходить за ее пределами, мы, скорее всего, так никогда и не узнаем.
Структура метагалактики
Знаете ли вы, что наблюдаете, рассматривая ночное небо в телескоп, например, марки Levenhuk из интернет-магазина «Четыре глаза»? Многие ответят: звезды и их скопления, планеты и кометы.
Но не только: все, что можно увидеть за пределами земной атмосферы с помощью телескопа, – метагалактика. Это намного больше, чем отдельная галактика, но меньше, чем Вселенная. И наша планета Земля тоже является ее частью. Разберемся, что такое метагалактика, какова ее структура.
Метагалактика – скопление галактик
Понятие метагалактики ученые объясняют просто. Под метагалактикой подразумевается скопление галактик. В той части Вселенной, которую мы можем наблюдать, их больше миллиарда. Современные телескопы помогают людям заглянуть на несколько миллиардов световых лет в разных направлениях от Земли.
Млечный путь – тоже галактика: именно в нем находится наша Солнечная система. И чем более мощными становятся телескопы, тем больше способны увидеть люди новых галактик – гигантских звездных систем.
Галактики не одинаковы. Между ними располагаются отдельные звезды, не входящие в состав ни одной из галактик. В этом пространстве также присутствуют электромагнитное излучение и межгалактический газ. А в скоплениях галактик бывает космическая пыль. Галактики создают группы (скопления), собираясь в «компании» по несколько десятков, сотен и тысяч. Млечный путь входит в одну из таких малых групп.
Структура метагалактики только изучается. Ученые не знают, каковы ее размеры, форма и точное строение. На сегодняшний день не удалось выяснить, где она заканчивается. О приближении к ним могло бы сигнализировать снижение плотности галактик, но этого не наблюдается. И это может говорить о том, что людям известна лишь небольшая часть Вселенной, а сама она и ее составляющие огромны.
Но, по мнению исследователей, границы у метагалактики все-таки имеются – как пространственные, так и временные. Строится и движется она по определенным законам. Один из них заключается в том, что галактики взаимно удалены друг от друга и не сливаются в единое образование. Сама же Вселенная бесконечная и вечна.
Наблюдаемая «Хабблом» галактика.
Изображение с сайта ru.wikipedia.org
4glaza.ru
Август 2021
Статья одобрена экспертом: Марина Атланова
Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.
Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.
Другие обзоры и статьи о телескопах и астрономии:
Обзоры оптической техники и аксессуаров:
Статьи о телескопах. Как выбрать, настроить и провести первые наблюдения:
Все об основах астрономии и «космических» объектах:
Virtual Laboratory Wiki
This wiki’s URL has been migrated to the primary fandom.com domain.Read more here
Метагалактика
Содержание
История исследований
Возможности конкретного исследования Метагалактики открылись после того, как в 20-х гг. 20 в. при помощи наибольших тогда телескопов удалось доказать, что многие из известных ранее светлых туманностей, звёздная природа которых долгое время оставалась под сомнением, являются в действительности гигантскими звёздными системами, подобными нашей Галактике (см. Внегалактическая астрономия).
Детальные исследования внегалактических объектов привели к открытию галактик разных типов, в частности радиогалактик, квазаров и др. В пространстве между галактиками находятся отдельные звёзды, а также межгалактический газ, космические лучи, электромагнитное излучение; внутри скоплений галактик, по-видимому, иногда содержится и космическая пыль (см. Межгалактическая среда ).
Структура метагалактики
Так, например, наша Галактика и около полутора десятков ближайших к ней галактик являются членами небольшого скопления, т. н. местной группы галактик. Последняя, по-видимому, входит в состав гигантского облака, в центральном ядре которого находится скопление, содержащее несколько тысяч галактик и видимое в созвездиях Девы и Волос Вероники на расстоянии около 12—14 млн. пс (около 40 млн. световых лет ) от нас. С помощью наиболее мощных телескопов можно наблюдать объекты находящиеся на расстоянии до 15 млрд. световых лет. О размерах, форме и строении Метагалактики в целом пока ничего не известно.
Распределение галактик в масштабе всей известной части Метагалактики не обнаруживает систематического падения плотности в каком-либо направлении, что могло бы указывать на приближение к границам Метагалактики. Отсутствие такого падения плотности может свидетельствовать об относительно малых размерах известной нам области по сравнению с размерами Метагалактики. Каковы бы ни были эти размеры, Метагалактику нужно рассматривать как огромную, но конечную совокупность галактик, обладающую в течение длительного времени определёнными особенностями строения и движения. К таким особенностям может относиться и взаимное удаление галактик, охватывающее всю Метагалактику или её часть.
Т.о., Метагалактика представляет собой конечное и преходящее структурное образование во Вселенной, содержащей, в частности, бесчисленное множество галактик.
Метагалактика: возникновение и устройство без чудесатостей.
Вначале определим использованные термины:
Гипермасса или материнская гипермасса – тот объект, который взорвался так называемым большим взрывам. В результате которого возникла наша метагалактика. Массу гипердыры никто не вычислял, но она на порядки больше всей массы того, что сейчас называется “вселенная” Сейчас гипердыра находится в центре диска метагалактики.
Супермасса – вторичные массы, которые образовались в процессе большого взрыва. Они находятся не в центре метагалактики, а в её диске и имеют массу в миллионы (и меньше) галактик.
Тёмные массы в центр галактик пусть называются чёрными дырами, как привыкли.
Метагалактика – космическая структура в виде вращающегося диска материи с гипермассой в центре. Метагалактика имеет массу триллионов галактик и сейчас её принято называть вселенной, подразумевая, что она одна такая.
(Потому, что если таких объектов много, то и так латаная-перелатанай ОТО становится в бесконечной вселенной и вовсе абсурдной)
Можно предположить, что эта гипермасса вращалась перед своим взрывом с огромной скоростью. Поэтому часть материи метагалактики разлетится из-за действия центробежной силы виде огромного блина в плоскости экватора гипермассы. Что мы и наблюдаем. По некоторым современным данным, наша метагалактика (вселенная) как раз имеет форму блина.
То вещество, которое не полетело в плоскости экватора, не получив дополнительного импульса от центробежной силы, не улетит далеко и опять упадёт в центр масс и превратится в гипермассу на том же месте. То есть гипермасса восстановится на прежнем месте. Материнская гипермасса, сбросив несколько процентов своей массы, вновь затаится на триллионы лет, пока не насосётся блуждающего по космосу вещества до критической массы и не взорвётся снова. А точнее, учитывая масштаб объекта, не взорвётся, а вздрогнет, выбросив часть массы в плоскости экватора.
Вещество же, которое разлетелось от экватора гипермассы в форме блина, разбросанное аннигиляционным взрывом в купе с центробежными силами, преодолеет огромное тяготение гипермассы и продолжит разлетаться в пространстве».
В рамках излагаемой мной по ссылке гипотезы объясним и другой парадокс: существования квазаров, как самых дальних из видимых нами объектов во вселенной. Квазар, по современным представлениям – «чёрная дыра», интенсивно поглощающая дозвёздную материю, существовавшую в виде газа и элементарных частиц.
Но если после Большого взрыва материя вначале была в виде элементарных частиц, которые сконцентрировались в газ, газообразная «материя после большого взрыва слипалась вначале в малые протогалактики с первыми голубыми сверхмассивными звёздами.
Которые мы наблюдаем ближе к нам. Которые ещё ближе к нам в пространстве и времени слипались в свою очередь в большие шаровые галактики. В шаровых скоплениях вещество падало в центр скопления. При этом закручивалось вокруг центра, пока не образовалась в центре сверхмассивная чёрная дыра с вращающимся диском вещества вокруг неё». Что мы и видим вблизи от нас по времени и в пространстве.
И при этом, согласно теории красного смещения Хабла, и конечной скорости света, согласно СТО Эйнштейна, чем более дальние объекты от нас, тем мы их видим на более раннем этапе их эволюции. То квазаров быть не должно. Они ещё не успели возникнуть в то время, которое мы видим на этом расстоянии. Но они есть. И наблюдаются.
Однако, по изложенной мной гипотезе:
«И взорвавшись от давления в центре, гипермасса сбросит оболочку, которая не подвергнется аннигиляции. Именно она и разлетится по вселенной в виде вещества метагалактики.»
То, из чего впоследствии образовались звёзды, по этой аналогии – продукты взрыва самого взрывчатого вещества гранаты.
Рассмотрим, процесс взрыва гипермассы более подробно:
Оболочка материнской гипермассы разлетится не аннигилировав. По радиусам от центра гипермассы. При этом осколки её оторвавшись от гипермассы, снова сольются под действием их гравитации в супермассы меньшего размера, типа капель ртути. Которые полетят по своим траекториям.
При сбрасывании части массы из верхних слоёв гипермассы гравитационное давление в центре её снизится и аннигилировавшее или не успевшее аннигилировать вещество опять “кристаллизуется” в прежнее вещество гипермассы. Тоесть, гипермасса вздрогнет, сбросив част вещества, и восстановится с несколько уменьшенной массой на прежнем месте.
Те супермассы, которые улетят в направлении под небольшим углом от полюсов гипермассы, далеко не улетят и начнут опять падать на гипермассу Или в центр масс, образовавшийся после Большого взрыва. Которые потом опять слипнутся вгипермассу.
Вещество супермасс, улетевших в плоскости экватора быстро вращающейся гипермассы под дополнительным воздействием центробежной силы улетит в плоскости диска метагалактики и продолжит улетать в виде квазаров по его границам, всасывающим в себя дозвёздную материю, что мы и наблюдаем.
В дальнейшем это вещество всосут в себя соседние гипермассы, которые за триллионы лет насосавшись блуждающей по космосу материи, тоже взорвутся, образовав другие метагалактики.
Туда же всосётся и далеко улетевшее звёздное вещество диска метагалактики.
Супермассы, которые улетят под меньшим углом к экватору гипердыры, будут притянуты массой вещества метагалактического диска и упадут на него по параболлической траектории. Пробьют в нём дыру, всосав по пути тогда ещё дозвёздную материю и выйдут с другой стороны диска на орбиту гипермассы. Продолжа вращение вокруг гипермассы перпендикулярно диску и, поскольку диск метагалактики тоже вращается, будут дырявить его в разных местах, образовывая новые войды, Теряя скорость от гравитационного торможения о вещество диска и всё приближаясь к материнской гипермассе. Пока или не упадут на неё, или не затормозятся окончательно в веществе диска и замрут там, поглощая материю диска.
Но есть ещё одни супермассы, которые полетят под небольшим углом к плоскости диска метагалактики. Они под действием гравитации диска упадут на него под малым углом, пропашут на нём борозду, втягивая в себя вещество диска метагалактики и, затормозившись, замрут в диске метагалактики.
От их движения образуются войды-борозды. Которые в своём начале борозды вдали от той супермассы начнут затягиваться под действием взаимного притяжения вещества диска метагалактики. Пока не превратятся в шарообразный, как все, войд.
Таким образом, в метагалактике должны наблюдаться два типа войдов:
С супермассой в центре и пустые, образованные пробитием диска супермассами, улетевшими в пространство.
Пустые войды будут расширяться из-за взаимного притяжения дозвёздных и звёздных масс по их краям. А войды с супермассой в центре, после того, как супермасса всосёт в себя всё ближнее вещество, застынет в равновесии между тяготением супермассы и материи диска метагалактики по краям войда и законсервируется в своих размерах.
Возможно, что к настоящему времени ещё не все супермассы долетели до мест своего успокоения и продолжают дырявить диск метагалактики уже перешедший в стадию звёздной материи, поглощая попутные галактики.
Теперь объясним волокнистую структуру некоторых областей метагалактики, которую связывают с теорией суперструн.
Суперструны как то прошли мимо меня и я ничего про них сказать не могу, но и в этом случае можно обойтись без них, ограничившись законом тяготения.
Вот как по современным воззрениям выглядит космос на расстоянии радиусом 300 миллионов световых лет:
Что я вижу в этих рисунках? А то, что потоки галактик сливаются в русла, которые текут к какому то невидимому центру масс. В качестве такового проще всего предположить огромную, массой в миллионы галактик, супермассу. Мы её не видим, вот и вам тёмная материя, вполне укладывающаяся в известные явления в космосе. Только очень большая. В миллионы раз больше чёрных дыр в центрах галактик, названных сверхмассивными. Особенно это хорошо видно на нижней схеме:
Физика процесса такова: Галкатики летят в супермассу под воздействием её гравитации. Приближаясь к ней, галактики чисто геометрически сближаются и между собой. Между ними возникает взаимное гравитационное притяжение. Которое ещё сближает галактики, стягивая их в русла, текущие к супермассе.
Вот и появились волокнистые структуры в метагалактике. И безо всяких суперструн.
Теперь продолжим цитировать по последней ссылке для полноты картины:
”И ещё один вопрос: почему метагалактика продолжает расширяться с ускорением?
Что её ускоряет? Астрофизика предлагает для этого множество теорий, одна заумнее другой. А если исходить из принципа Оккама, не проще ли предположить, что выброшенное вещество тянут другие гипермассы, которыми заполнена вселенная? Которые будут тянуть материю к себе сильнее полегчавшей материнской гипермассы. Метагалактика будет разлетаться от центра взрыва под действием их гравитации, пока все её остатки не всосут в себя ближайшие гипермассы, и насосавшись до критической массы, какая то из них опять не взорвётся, породив новую метагалактику из остатков нашей и других”.
Следует сказать, что те гипермассы, о которых я писал по ссылке, это не та супермасса, к которой текут реки из галактик на выше приведённых картинках. Те много больше и на два порядка дальше. Не 500 миллионов световых лет от нас, а больше 20 миллиардов. Но никто не сказал, что не может быть меньших по размеру и более близких, супермасс. К которым текут реки из галактик и которые сами в свою очередь текут в сторону более массивной гипермассы.
Но и эта супермасса может быть только промежуточной супермассой, транспортирующий вещество метагалактики в гипермассу. Которую будущему человечеству ещё предстоит открыть.
А пока вырисовывается примерно такая картина вселенной: Звёздное вещество падает в чёрные дыры в центрах галактик. Которые вместе с галактиками движутся в ещё более крупную супермассу (которую здесь называют Великим Атрактором) И там хоронится. Великий Аттрактор движется к ещё более массивной гипермассе или супермассе, чтобы исчезнуть в ней, и так несколько раз. Тоесть, супермассы составляют основную массу вселенной и одновременно служат транспортом материи в ещё большие гипермассы.
“Чем это может закончиться? Сверхмассивной гипермассой, которая через триллионы лет проглотит всю материю видимой вселенной” и, насосавшись, взорвётся, породив другую метагалактику..
Достоинство вышеописанной картины мира в том, что для неё достаточно (или почти достаточно) уже открытых законов природы. И не требуется привлекать всё более чудесатые и чудесатые сущности для объяснения её функционирования.
А конкретные расчёты её функционирования в соответствии с уже известными законами пусть делают профессиональные астрофизики.
Я думаю, это гораздо проще тех формул, которыми пытаются обосновать ОТО. (Это я опять напоминаю про «бритву Оккама».)
Глава II
Население космоса
§8. Метагалактика
В состав Метагалактики входят галактики и квазары, образующие группы и скопления. Всё пространство Метагалактики (часто называемой Вселенной) пронизано излучениями. Это, во-первых, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение галактик и квазаров, а также потоки нейтрино, и, во-вторых, реликтовое микроволновое и нейтринное излучения, возникновение которых связывают с Большим взрывом, положившим начало Метагалактики.
На рис.38 показано сечение Метагалактики плоскостью, проходящей через наблюдателя О. Скопления галактик изображены точками, длины стрелок пропорциональны скоростям скоплений относительно точки О (в ней находится наблюдатель, измеряющий скорости).
Судьба расширения Метагалактики зависит от средней плотности материи. Если она меньше некоторого критического значения, то гравитационное взаимодействие между скоплениями галактик не остановит расширение и оно не сменится сжатием. При плотности, большей критического значения, Метагалактика то сжимается, то снова расширяется. Данные наблюдений пока не позволяют сделать уверенный выбор между этими вариантами. Однако при исследовании скоростей галактик в скоплениях выясняется, что значения скоростей превосходят тот предел, при котором скоплению уже грозит быстрый распад. Следовательно, либо скопления галактик действительно распадаются (но тогда неясно, почему они не успели уже это сделать), либо там присутствуют какие-то скрытые, не наблюдаемые в оптической области спектра, массы. Допустив наличие таких масс, можно получить значение средней плотности Метагалактики примерно равное критическому. Однако существует ещё и третья возможность: члены скопления с наибольшими скоростями относительно его центра на самом деле скоплению не принадлежат и лишь случайно проецируются на него. Исключить такую возможность непросто, так как расстояния до галактик определяются с большими ошибками.
Самые далекие скопления движутся со скоростями, близкими к скорости света. Следствием этого (и эффекта Доплера) является наблюдаемое увеличение длины волны излучения. Далёкие галактики краснеют и тускнеют. Более того, с точки зрения земного наблюдателя замедляются все происходящие там физические процессы. Но точно так же выглядит и наша звёздная система (Галактика) с точки зрения жителей тех далеких галактик. Наконец, на еще больших взаимных расстояниях, определяющих так называемый “горизонт событий”, объекты оказываются недоступными для их взаимных наблюдений. Виною тому является скорость взаимного удаления, близкая к скорости света.
Заменив величину V r произведением Hr, после сокращения найдем, что искомое время равно 1/H. Ввиду того, что ответ не зависит от расстояния r, можно сделать вывод, что вещество, из которого сформировались скопления галактик, было выброшено из одного и того же места одновременно. Это произошло около 15-20 млрд. лет назад (“возраст Вселенной”).
Напрашивающийся вывод, что наша Галактика находится в центре Метагалактики, раз от нее разбегаются во все стороны скопления галактик, неверен. Можно доказать, что закон Хаббла справедлив для наблюдателя, расположенного в любой точке Метагалактики.
Неопределенность “возраста Вселенной” отчасти связана с ошибками в определении значения постоянной Хаббла. Более серьезным источником неопределённости является отсутствие экспериментальных данных о поведении свободного фотона на протяжении многих миллионов лет (столько времени требуется излучению, испущенному далекой галактикой, чтобы достичь земного наблюдателя). Если фотон за это время теряет часть своей энергии (например, при взаимодействии с окружающими физическими полями), то “красное смещение в спектрах галактик, по крайней мере, отчасти имеет не доплеровскую природу. Тогда “возраст Вселенной”, приведенный выше, окажется заниженным. Он может составить и 30, и 50 млрд. лет.
До сих пор остаются неизвестными даже сами размеры Метагалактики. Первая нестационарная модель Метагалактики принадлежит русскому физику и математику Александру Александровичу Фридману.