Галактика

 Что такое войд? Вы знаете?
Войд (англ. void — пустота) — пространство между галактическими нитями и стенами, свободное от скоплений галактик и звёзд.

Они были впервые обнаружены в 1977 году Стефаном Грегори и Лаярдом А. Томпсоном в Национальной обсерватории Китт Пик, а также Я. Эйнасто, М. Йыэвээром и Э. Таго из Тартуской астрофизической обсерватории. Размеры этих образований составляют порядка 10—30 Мпк. Большие войды (англ. supervoids) могут достигать в размерах 150 Мпк и предположительно занимают около 50 % объёма Вселенной. В войдах возможно наличие «тёмной материи» и протогалактических облаков.

По данным публикации в 2014 году, астрономы из Университета Пенсильвании обнаружили в войдах небольшие искажения в направлениях распространения света, создаваемые, предположительно, тёмной материей. Для этого были использованы данные Слоановского цифрового небесного обзора для 40 миллионов галактик и 20 тысяч войдов.

Теория, описывающая образование этих структур, основана на так называемой джинсовской нестабильности — гравитационной неустойчивости возмущений плотности материи. При этом нужно, разумеется, предполагать, что на самых ранних стадиях эволюции неоднородности плотности уже существовали, хотя и были малыми по величине. Отметим, что теория горячего Большого взрыва не даёт форму спектра этих первичных возмущений — для неё они являются начальными данными, не выводимыми из теории. Для объяснения их возникновения требуется привлекать дополнительные механизмы, наиболее изящный из которых имеется в инфляционной теории.
источник

Может ли галактика Млечный Путь быть порталом в далекую вселенную
По мнению группы ученых из Индии, Италии и США, наша галактика Млечный Путь может быть космической «червоточиной» — экзотическим коротким путем через Вселенную, который знаком вам по фильмам и книгам из области научной фантастики.

Такая червоточина может стать альтернативной темной материи и объяснить недостающую массу нашей галактики, заявляют ученые в работе, опубликованной в The Annals of Physics. Более того, червоточина может быть обращаемой. Однако расчеты ученых пока не подтверждают существование галактической червоточины.

Так называемые космические червоточины были главным продуктом научной фантастики многие десятилетия. В книгах и фильмах они представлялись как способ путешествия в далекие миры, такой себе короткий путь через Вселенную. Такая червоточина была изображена в недавно вышедшем фильме «Интерстеллар». Как бы то ни было, реальные аналоги червоточин в теоретической физике существуют — там они известны как мосты Эйнштейна-Розена.

«Распределение темной материи в нашей галактике имитирует наличие стабильной червоточины, которую мы вывели путем решения стандартного уравнения общей теории относительности», — рассказал доктор Паоло Салуччи из Международной школы передовых исследований в Италии.

Салуччи ссылается на общую теорию относительности Эйнштейна, согласно которой в Млечном Пути должно быть больше массы, чем мы можем рассчитать на основе всех наблюдаемых звезд, планет, пыли и газовых облаков в сумме.

Может ли галактика Млечный Путь быть порталом в далекую вселенную

Карта галактики Млечный Путь с указанием места возможной космической червоточины

Конечно, это проблема. Не только для Млечного Пути, но и для других галактик. Галактики — как и звезды с планетами — вращаются. Но количества видимой материи в них просто недостаточно, чтобы не дать им разлететься. Они обладают гравитационной тягой, которая мощнее, чем должна быть на первый взгляд. Ученые считают, что эту тягу производит ореол темной материи, который окружает галактику.

Общая теория относительности Эйнштейна, которая отлично работает с гравитацией на космических масштабах, может использоваться для расчета количества присутствующей темной материи. Но что такое эта темная материя? Состоит ли она из экзотических частиц? Является силой другого измерения? Нужно ли нам модифицировать нашу теорию гравитации?

Космологи работали годами над этой и другими теориями, пытаясь объяснить истинную природу темной материи. Однако она остается одной из крупнейших загадок современной космологии.

Команда Салуччи под руководством Фарука Рахамана из Университета Джадавпура в Индии обнаружила, что те же уравнения общей теории относительности, что описывают темную материю, могут также объяснить присутствие червоточин.

Им удалось сделать это, объединив уравнения с подробной картой распределения темной материи, полученной учеными в 2013 году. Эффекты присутствия червоточины должен быть таким же, как эффект, приписываемый ореолу галактической темной материи.

Однако обычно под червоточинами подразумевается некий проход через материю, позволяющий «срезать» космические расстояния. Может ли быть такой в Млечном Пути? Наша галактика, как и все крупные галактики, обладает сверхмассивной черной дырой в центре. Может ли она быть этой червоточиной?

Как говорит Салуччи, «это не совсем так, и мы пока не решили уравнение Эйнштейна для этого региона. Но вместо этого мы предполагаем, что червоточина может быть размером с целую галактику». 

Источник

Мы — дети ГалактикиЕсли вы любите смотреть на звёздное небо, если вас интересуют Солнце, Луна, другие планеты и созвездия, если вам любопытно, что с ними происходит и как они взаимодействуют, значит, вы увлеклись одной из самых прекрасных наук — астрономией. Астрономия — наука о Вселенной, о мире небесных тел, среди которых есть и Земля — планета, на которой мы живём. Много ли небесных тел можно увидеть днём? К сожалению, очень мало. В безоблачные дни на небе ярко сияет наше дневное светило — Солнце, иногда утром или вечером бывает видна Луна, изредка можно заметить планету Венеру, которая выглядит как яркая звёздочка. Вот и всё. Другое дело — поздний безоблачный вечер или ночь. А если ночь ещё и безлунная, и свет фонарей и ярко освещённых окон не мешает наблюдениям, то можно увидеть звёздное небо во всей его красе. Это о нём писал великий русский учёный, поэт и писатель Михаил Васильевич Ломоносов: «Открылась бездна, звезд полна, Звездам числа нет, бездне дна».


Людей, далёких от астрономии, поражают и удивляют современные гипотезы о происхождении Вселенной. Многие просто отказываются верить, что учёные способны подробно разобраться в том, что происходило примерно 10-15 миллиардов лет назад. Астрономы доказывают, что именно в то время родилась наша Вселенная. Случилось это в результате взрыва сверхгорячего и сверхплотного вещества, которое со временем стало расширяться, охлаждаться и рассеиваться в пространстве. Современные представления о процессах, происходивших после Большого взрыва, дают возможность проследить историю рождения и развития галактик, звёзд и планет, ведь каждый век, а в наше время и каждое десятилетие дополняли картину мироздания новыми открытиями.

Человеку, очарованному неповторимой красотой звёздного неба, кажется, что над ним вся Вселенная. На самом деле это не так. Мы обычно видим невооружённым глазом не миллиарды и даже не миллионы звёзд, а всего лишь несколько тысяч. Но и в этих звёздах не так-то легко разобраться, запомнить самые яркие из них, научиться находить на небе наиболее заметные и красивые созвездия.

Давайте для начала поговорим о галактиках, точнее, о той из них, в которой находится наша Солнечная система.

В безлунные осенние вечера особенно хорошо видна серебристая туманная полоса, протянувшаяся высоко над горизонтом через всё небо с северо-востока на юго-запад. Это Млечный Путь — Галактика, в которой мы живём.

Внимательно рассматривая Млечный Путь, нельзя не заметить, что в одних местах он шире, в других — уже. Местами неровная полоса Млечного Пути разделяется так называемой Великой щелью на две ветви. Лучше всего изучать Млечный Путь осенью, если, конечно, наблюдению не мешает свет фонарей и освещённых окон.

Люди обратили внимание на Млечный Путь очень давно. Они представляли его по-разному. Древние греки называли Млечным Кругом или Молоком. В одних легендах говорится, что Млечный Путь — это след солнечной колесницы, в других — что это дорога богов к священной горе Олимп. В Древней Индии Млечный Путь величали Божественным. Были и другие названия, например Молочная Дорога, Римская Дорога и даже Птичий Путь, потому что он как бы прочерчивает направление полёта перелётных птиц. Одним словом, у Млечного Пути было много имён, и мы упомянули лишь некоторые из них.

На первый взгляд может показаться, что Млечный Путь, звёзды и звёздные скопления вокруг него существуют сами по себе и никак друг с другом не связаны. Именно так люди долгое время и думали. На самом деле все звёзды, наблюдаемые невооружённым глазом, в бинокль, в большие и маленькие телескопы, объединены в один звёздный «город». И хотя этот «город» огромный, узнать о том, что он существует, было очень трудно. Почему? Да потому что планета Земля и мы вместе с ней находимся внутри него. Но разве трудно подробно изучить свой город? Давайте попробуем разобраться. Представьте, что вы живёте на первом этаже. Много ли других домов видно из окна? Наверное, мало, а то и вообще всего один. Но если выйти во двор, сразу станут видны несколько соседних домов. В городе наверняка есть улицы, проспекты, стадионы, кинотеатры, бульвары и много чего ещё. Но чтобы увидеть всё это, надо хотя бы побродить по городу, а ещё лучше посмотреть на него со стороны. С высоты, например с Останкинской телебашни, можно почти целиком увидеть такой большой город, как Москва.

Теперь продолжим разговор о звёздном «городе» под названием Млечный Путь. В этом «городе» есть наш «дом» — Земля и наш «двор» — Солнечная система. Много тысяч лет люди не выходили из своего «дома» и не могли походить даже по своему «двору». Только в прошлом веке они научились летать вокруг Земли, побывали на Луне, запустили космические корабли к разным планетам. Но до звёзд, даже самых близких, человек летать пока не умеет. Тем не менее астрономы ухитрились, не покидая Землю, понять, что Млечный Путь состоит из множества звёзд и что именно в этом звёздном «городе», почти на его окраине, затерялось наше Солнце со своими планетами и с нами.

Представить картину мира именно такой помогли замечательные учёные — астрономы. Великий итальянский физик и астроном Галилео Галилей (1564—1642) изучал Млечный Путь с помощью построенного им первого телескопа. Поначалу Галилей увидел множество далёких звёзд, свет которых сливался в сплошное сияние. Потом он заметил, что во многих местах Млечный Путь не распадается на отдельные звёзды. Это означало, что звёздный мир простирается очень далеко. Когда стали появляться большие телескопы, астрономы смогли проникнуть в более отдалённые районы нашего звёздного «города».

Английский астроном Уильям Гершель (1738—1822), как говорят, «сломал засовы небес», потому что стал одним из первых, кто открыл Галактику. Любовь к астрономии, огромное трудолюбие и терпение помогли Гершелю построить несколько крупных телескопов. С их помощью он обнаружил планету Уран, сделал ряд других открытий в Солнечной системе. Но главное, он начал подробно изучать мир звёзд и различных туманных объектов. Гершель понял, что наш звёздный мир не простирается в пространстве бесконечно. Это был прорыв в тайны строения Вселенной: мы, оказывается, живём в огромном звёздном «городе», который имеет свои границы. Правда, границы эти нечёткие, но мы в состоянии представить, где они находятся.

В Галактику входят сотни миллиардов звёзд. Абсолютное большинство из них скопилось в Млечном Пути. Астрономы до сих пор изучают его, и, конечно, им известно много интересного. Например, выяснилось, что Галактика, если смотреть на неё «сбоку», сплюснута и напоминает увеличительное стекло — линзу. Совсем другая картина открывается при наблюдении «сверху» — Галактика представляет собой спиральные ветви, содержащие яркие звёзды и газ.

Всё это мы можем лишь представить. Галактика так велика, что луч света способен её пересечь за 100 тысяч лет! При том, что скорость света составляет 300 тысяч километров в секунду, представить себе размеры Галактики не хватит никакого воображения. И вся эта махина, состоящая из миллиардов звёзд, звёздных скоплений, облаков газа и пыли, величественно вращается. А центр Галактики, спрятавшийся от нас за облаками непрозрачной пыли, и по сей день таит в себе много загадок.

Ну а мы? Мы тоже мчимся вместе с Солнцем вокруг центра Галактики, да так быстро, что каждую секунду пролетаем 220 километров! Но велик путь Солнца вокруг центра Галактики, ведь наша Солнечная система поселилась почти на окраине звёздного «города», а потому на один такой облёт Солнцу (и нам!) требуется 200 миллионов лет. Таков галактический год. Нетрудно подсчитать, что вся жизнь нашей планеты длится не более 23 галактических лет, ведь по земным расчётам образовалась она приблизительно 4,5 миллиарда лет назад.

Но всё ли ясно учёным ХХI века? Конечно, нет! Каждый шаг, приближающий нас к разгадке происхождения Вселенной, сопровождается появлением многих новых вопросов — это нормальный путь развития науки. И мы уже знаем, что существуют иные планетные системы, иные галактики. Возможно, даже иные вселенные…

Автор: Е. Левитан

И все-таки она вертится!

Галилео Галилей – итальянский ученый XVI века, горячий сторонник учения Николая Коперника о гелиоцентрическом устройстве мира. (портрет Галилея кисти Юстуса Сустерманса, 1635)

Ровно 25 лет назад католическая церковь признала, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. Именно в этот день, 24 сентября 1989 года Папа Иоанн Павел II объявил, что всё-таки Галилей был прав, публично принёс извинения учёному и вернул ему «право быть законным сыном церкви». Всего 356 лет понадобилось церкви на то, чтобы признать одно из своих заблуждений.

И все-таки она вертится!

Предложенная Коперником гелиоцентрическая идея устройства мира — это представление о том, что Солнце является центральным небесным телом, вокруг которого обращается Земля и другие планеты. В то время церковь готова была мириться с теорией Коперника, но только при условии, что это всего лишь упрощающая рассчеты математическая модель, не имеющая ничего общего с реальностью. (Изображение Солнечной системы из книги Андреаса Целлариуса Harmonia Macrocosmica, 1708).

И все-таки она вертится!

Именно приверженность гелиоцентрической идее (не как к абстрактной модели, а как к реальному положению вещей) стала причиной серьезных проблем Галилея с инквизицией. Поводом для процесса над ученым послужила написанная им книга «Диалог о двух главнейших системах мира — птолемеевой и коперниковой». Надо отметить, что еще прежде (за 15 лет до выхода книги) инквизиция запретила Галилею «разделять и защищать» гелиоцентрические идеи, оставляя возможность рассматривать теорию Коперника как способ вычислений. Кроме того было запрещено издание книг, в которых гелиоцентризм признавался бы отражением реальности.

И все-таки она вертится!

Галилей схитрил и оформил книгу в виде диалога, где каждая из сторон приводит доводы в пользу своей точки зрения. А вступление и заключение написаны в том духе, что книга призвана развенчать идеи о гелиоцентрическом мире. Однако само содержание книги, аргументы приводимые в пользу учения Коперника не оставляло никаких сомнений в том какая из теорий более правдоподобна. Скорее всего благодаря именно этой уловке цензура пропустила книгу.

И все-таки она вертится!

Уже через несколько месяцев книгу запретили и изъяли из продажи, а над ученым устроили суд. Судя по сохранившимся документам, никакие научные темы на процессе не обсуждались. Основными были два вопроса: сознательно ли Галилей нарушил выданные ему 15 лет назад запреты, и раскаивается ли он в содеянном. Чтобы не отправиться на костер вслед за Джордано Бруно и сотнями других, замученных церковью инакомыслящих, Галилей публично отрекся от своих убеждений.

источник




Простые расчёты подтверждают давнее решение парадокса Ферми: они прилетали, но не оставили следов. Компьютерное моделирование, проведённое дуэтом исследователей из Эдинбургского университета (Великобритания), показало, что флотилия межзвёздных зондов инопланетян успела бы изучить всю нашу Галактику целиком за довольно короткое время. 

Наш «Вояджер-1» за 36 лет смог удалиться от Земли меньше чем на один световой день. Однако моделирование говорит о том, что инопланетному кораблю достаточно развить всего 10% скорости света, чтобы рассмотреть весь Млечный Путь за каких-то 10 млн лет. При этом он мог бы ускоряться (и тем самым экономить топливо) за счёт гравитационного поля звезд. 

Мысль о зондах, обладающих самосознанием и способных к самовоспроизведению, появилась в 1960-х. Американский астроном Рональд Брейсуэлл предлагал искать именно их, а не радиосигналы искусственного происхождения, на которые сделал ставку Институт SETI. Математическую модель машины, которая клонирует сама себя, Джон фон Нейман разработал и того раньше — в 1949-м, а разговорам о таких устройствах и вовсе лет сто. 

В новой работе Арвен Николсон и Дункан Форган идут ещё дальше, предлагая три сценария поведения зонда: полёт с включёнными двигателями, использование гравитационного ускорения и прыжки от звезды к звезде. Например, «Вояджеры» летят, словно пинбольные шарики — отскакивая от гравитационных полей массивных внешних планет Солнечной системы. 

Сравнив скорость зондов с числом звёзд в Галактике, исследователи заключили, что они успели бы исследовать Млечный Путь за очень небольшой период в жизни Земли и тем самым оправдать известное решение парадокса Ферми. 

Любители посудачить об НЛО давно на него ответили: не стоит искать среди нас, здесь и сейчас, остроухих зеленоватых человечков. Если кто-то и прилетал, то это были, скорее всего, редкие визиты роботизированных и практически бессмертных аппаратов. Более того, они, возможно, имели причины тщательно замести следы, как только исследование Солнечной системы (тогда ещё, скорее всего, лишённой разумной жизни или даже жизни вообще) было завершено. 

Одно из наиболее впечатляющих описаний подобного робота дал в 1972 году великий Артур Кларк в романе «Свидание с Рамой». Гигантский «ковчег» цилиндрической формы входит в Солнечную систему. Группа астронавтов проникает внутрь и становится свидетелем того, как автоматический мини-мир постепенно пробуждается от межзвёздной спячки, приближаясь к Солнцу. В конце концов люди понимают, что корабль не собирается останавливаться: наша звезда даст ему желанное ускорение, и он улетит дальше, к неведомой цели. 

Надежда на то, что мы найдём свидетельства таких посещений, крайне мала. Если цивилизация смогла создать подобные корабли, то она, скорее всего, понимала (даже мы это понимаем), с какой осторожностью следует обращаться с теми местами, где может зародиться жизнь, и постаралась не оставлять следов (в том числе в виде мусора). Едва ли нам повезёт обнаружить место крушения подобного зонда, ведь они, скорее всего, самостоятельно ремонтируются в годы межзвёздных перелётов, распечатывая нужные детали на 3D-принтере. 

Курс такие аппараты, без сомнения, прокладывают сами: достигнув очередной звезды, они сканируют планеты на признаки и жизни и, возможно, создают копии самих себя, которые затем разлетаются по разным системам в геометрической прогрессии. Добавим к этому вероятность того, что цивилизаций, способных запустить подобные зонды, несколько. 

В научной фантастике рассматривается также возможность того, что могут появиться «мутировавшие» корабли, которые начнут охотиться за «нормальными», вместо того чтобы исследовать планеты, и сокращать их поголовье. Гм, интересно, легко ли поймать кого-то в космосе…

Контактируют ли зонды друг с другом, чтобы визиты в одну и ту же звёздную систему не совершались чересчур часто? Аберрацию света, наверное, можно было бы преодолеть с помощью квантовой запутанности, для нас пока ещё экзотической, и тогда все зонды в точности знали бы расположение друг друга. А если нет, то в посещённой звёздной системе аппараты могли бы оставлять радиомаяк. Или, возможно, ведётся всеобщий журнал посещений — гигантский галактический архив, доступный для любой цивилизации, которая способна подобрать к нему пароль. 

Вероятнее всего, такие зонды не будут стремиться к контакту с разумными существами, даже если смогут их обнаружить. Возможно, аппараты запрограммированы на какие-то тесты, позволяющие определить интеллектуальную зрелость местных видов, но не ради общения с последними. 

Любопытно, сколько баллов набрал бы Homo sapiens…