Открытие пошатнувшее теорию Большого взрыва: Великая стена Геркулес


В 1989 году астрономы обнаружили на расстоянии 200 млн световых лет от Млечного Пути огромную структуру, которую назвали Великая стена CfA2, длиной 500 миллионов световых лет. Она стала первой мега-структурой, состоящий из нитевидных скопление галактик обнаруженной человеком на бескрайних просторах Вселенной.

Великая стена Геркулес — Северная корона

 Шло время, совершенствовались технологии, благодаря которым появились новые возможности для наблюдения. На заре 21 столетия в 2003 году, астрономы заявили об открытии Великой стены Слоуна, которая расположена на расстоянии более миллиардов световых лет от нас, а в длину простирается на 1,37 млрд световых лет.

Великая стена Слоуна
Великая стена Слоуна

На некоторое время именно Великая стена Слоуна стала единоличным лидером в рейтинге самых больших структур Вселенной. До тех пор, пока в 2012 году не обнаружили громадную группу квазаров, занимающую площадь 4 млрд световых лет. Однако эта группа квазаров продержалась на верхушке этого рейтинга совсем недолго.

В 2013 году её потеснила в первой строчке Великая стена Геркулес -Северная корона, структура обнаруженная путем картирования гамма-всплесков. Это очень яркие взрывы далёких массивных звезд, мощнейшие вспышки во Вселенной. Типичный всплеск менее чем за одну десятую долю секунды высвобождается больше энергии чем Солнце за всю свою жизнь. Гамма-всплески очень редки в типичной галактике и случаются раз в несколько миллионов лет.

Звёзды, которые вызывают эти взрывы, очень массивные, поэтому материал необходимый для их образования должен быть в большом количестве. Таким образом, эти взрывы могут использоваться для того, чтобы отследить, есть ли галактика в этом направлении или что-то побольше, например – структура.

Так вот до 2012 года, астрономы собирали такие всплески в небе, и у них получилась карта, на которой они заметили нечто интересное: 19 гамма-всплесков имеют очень похожие красные смещения и очень близки друг другу.

Это означает, что в регионе очень большая группа галактик и материя мега-структуры находится на расстоянии примерно 10 млрд световых лет от нас в созвездиях Геркулеса и Северной короны, что собственно и определило её название, хотя на самом деле, она намного больше чем оба эти созвездия.

Структура также охватывает созвездия Волопаса и созвездие Близнецов, а кроме того, стена имеет больше округлую форму, а не длинную, но почему-то название прижилось, и было подхвачено СМИ: — Великая стена Геркулес — Северная Корона.

10 миллиардов световых лет

Кто не знает, галактика Млечный Путь, в которой мы живем, в диаметре всего 100000 световых лет, а расстояние от неё до галактики Андромеды, которые в далёком будущем должны столкнуться между собой, составляет всего два с половиной миллиона, а здесь 10 миллиардов, впечатляет, не правда ли?

А ещё добавим к этому ширину структуры, она составляет — 7,2 млрд световых лет, а в толщину почти 1 млрд, и вот, у нас получаются совсем уж неприличные размеры, которые даже представить страшно. Великая стена Геркулес Северная Корона занимает 10% от площади от всей наблюдаемой нами Вселенной.

Данная структура содержит миллиарды галактик, которые между собой соединены с помощью гравитации. Но что удивительно и вы, наверное, тоже заметили — возраст 10 миллиардов лет, и это значит, что структура уже существовала меньше, чем через 4 млрд лет после Большого взрыва.

Эффект Доплера

Вот тут-то и начинается путаница в научном сообществе, но сначала давайте подробнее рассмотрим, что это за красное смещение такое? Думаю, будет интересно узнать об этом, ну или полезно освежить в памяти тем, кто уже знает, это очень важно и пригодится для понимания этого процесса, но об этом попозже.

И так, существует некий эффект Доплера, вы наверняка не раз слышали о нём, суть его достаточно проста – если источник излучающий волну приближается к наблюдателю, то последний видит уменьшение длины волны, если же источник наоборот отдаляется от наблюдателя то наблюдаемая длина волны увеличивается, иными словами, если источник света, скажем звезда, отдаляется от земного наблюдателя — длина световой волны от неё будет увеличиваться и свет будет казаться наблюдателю красным.

Если же звезда будет приближаться к Земле, то свет от неё должен наоборот посинеть, длина волны синего цвета почти в 2 раза меньше длины волны красного. Но поскольку голубые и синие звезды самые яркие из всех, человеческий глаз воспринимает их цвет как белый и это правило действует не только для световых волн и применяется не только в космосе.

Как узнать вращается галактика или нет?

Звук и некоторые другие волновые колебания также подчиняются эффекту Доплера. Однако наблюдать действие этого эффекта во Вселенной, где полно звёзд, гораздо интереснее, именно такого мнения придерживался и сам Доплер, который в 1842 году опубликовал свою работу «О цветном свете двойных звезд и некоторых других объектов на небесах».

Чуть позже в 1848 году французский физик Ипполит Физо, первые указал на смещение линий в спектрах звезд. Он предложил это явление объяснить с помощью эффекта Доплера, суть такая же, просто чем больше смещения в красную сторону в спектрограмме объекта, тем быстрей удаляется от нас объект. Благодаря красному смещению, кстати, было обнаружено вращение галактик. Если с одного края свет от галактики смещается в красную сторону а с другого в синюю, то она вращается.

Структура Вселенной
Структура Вселенной

Далёкие галактики имеют большие смещение нежели близкие и величина его растет пропорционально расстоянию, следовательно, чем дальше галактика, тем быстрее она удаляется от нас. Красное смещение, в соответствии с теорией относительности рассматривается в концепции расширения пространства. Смещение это также вызвано и расширяющимся пространством, и собственным движением галактик. Объясняется это всё опять-таки просто, за время путешествия в космосе света от источника, до нас, происходит ещё и расширение пространства, и как следствие расширяется и длина волны от источника.

Во время своего пути при двукратном расширении пространства, длина волны тоже увеличится вдвое, вот и всё достаточно просто. Можно, конечно, углубиться в эту тему, она весьма обширна, но об этом не сейчас.

Теория Большого взрыва под сомнением?

Великая стена Геркулес — Северная Корона, что же с ней не так? Данная структура, противоречит теории, называемой космологическим принципом. Этот принцип говорит нам о том, что вся Вселенная приблизительно однородная и случайное отклонение как в структуре, так и в массе материи между различными объектами Вселенной, должны быть очень незначительными.

Однородность должна проявляться в масштабах 250-300 миллионов световых лет, её ещё называют — конец величия. Нормальные размеры структуры должны составлять около 1,2 млрд световых лет, исходя из приведенного выше значения и не одна структура не должна быть больше этого размера, если предположить, что материя распространяются в равной степени от Большого взрыва.

Изображение галактического кластера MACS J0717.5 + 3745, состоящее из 18 снимков Хаббл.
Изображение галактического кластера MACS J0717.5 + 3745, состоящее из 18 снимков Хаббл

Великая стена в 8 раз, превышающая этот предел, ставит под сомнение весь космологический принцип и это открытие было настолько большим что оно, по сути, вообще не должно существовать, более того структура находится на расстоянии 10 млрд световых лет. То есть мы видим структуру такой какой она была 10 миллиардов лет назад, а это означает что она сформировалась спустя всего 3,8 млрд лет после Большого взрыва. Такой промежуток времени слишком мал для образования этой гигантской стены, длиной 10 млрд световых лет.

Получается, что Геркулес — Северная Корона нарушает модель самой эволюции Вселенной, которая не допускает формирование таких сложных и массивных структур. На данном этапе В общем даже Иштван Хорват, исследователь структуры понятия не имеет о том, как она сформировалась за это время. Открытие, кажется, подразумевает, что Вселенная старше чем мы думали, а это уже сильно бьёт по теории Большого взрыва, которую и без того бросает из стороны в сторону как лодку по волнам в Тихом океане во время бури. Может ли открытие столь огромной структуры, быть вообще ошибкой? Крайне сомнительно, но в какой-то степени чисто гипотетически, это возможно.

Есть астрономы, которые подвергаются сомнению теорию красного смещения, ими была выдвинута идея, что свет из-за чрезвычайно долгого путешествия сквозь разреженный газ межгалактического пространства – краснеет.  Это происходит из-за потери спектром коротких волн и туманности становятся краснее. Хотя линии спектра не смещаются, вспомним, что красное смещение подразумевает именно этот процесс.

Возможно, свет бесконечно долго путешествуя по Вселенной, теряет часть своей энергии, из-за этого происходит удлинение волн, порождающие красное смещение. Идея ещё не нашла своего подтверждения, и никто ещё не смог доказать, что свет каким-либо образом может терять энергию. Да и куда эта энергия девается, тоже большой вопрос. На примере квазаров видно, чем они дальше от нас, тем больше и красное смещение.

Несмотря на всё это, есть такое понятие как статистическая значимость. Так вот она для феномена Великой стены Геркулес — Северная Корона. Пока неизвестно, но наиболее вероятно, что оно не противоречит глобальной однородности, и на данный момент существовании такой структуры в принципе, как и других остаётся загадкой для космологов. Информации пока о Великой стене Геркулес — Северная Корона очень и очень мало.


Мираида Гринева

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх