Крупномасштабная структура Вселенной напоминает систему прожилок и волокон, разделенных пустотами

Крупномасштабная структура Вселенной - космологический термин, обозначающий структуру распределения вещества во Вселенной на наибольших .

Примером простейшей структуры в космическом пространстве является система планета-спутник. Кроме двух ближайших к Солнцу планет (Меркурий и Венера), все остальные имеют своего спутника, и в большинстве случаев даже не одного. Если Землю сопровождает лишь Луна, то вокруг Юпитера вращается целых , хотя некоторые из них довольно малы. Однако вместе со своими спутниками планеты Солнечной системы вращаются вокруг Солнца, образуя так называемую планетную систему.

В результате наблюдений, астрономами было выявлено, что большинство других звезд также входят в состав планетных систем. Вместе с тем сами светила тоже зачастую образовывают системы и скопления, которые назвали звездными. Согласно имеющимся данным, преобладающая часть звезд составляют , или с кратным количеством светил. В этом плане наше Солнце считается нетипичным, так как оно не имеет пары

Если же рассматривать околосолнечное пространство в более увеличенных масштабах, то становится очевидно, что все звездные скопления вместе со своим планетными системами образуют звездный остров, так называемую .

История изучения структуры Вселенной

Впервые об идее крупномасштабной структуры Вселенной задумался выдающийся астроном Уильям Гершель. Именно ему принадлежат такие открытия как обнаружение планеты Уран и двух ее спутников, двух спутников Сатурна, открытие инфракрасного излучения и идея о Солнечной системы сквозь космическое пространство. Самостоятельно сконструировав телескоп и проведя наблюдения, он выполнил объемные подсчеты светил различной яркости в определенных областях небосвода и пришел к выводу, что в космическом пространстве существует большое множество звездных островов.

Позже, в начале ХХ-го века американский космолог Эдвин Хаббл смог доказать принадлежность некоторых туманностей к структурам, отличным от Млечного Пути. То есть было достоверно известно, что за пределами нашей галактики также существуют различные звездные скопления. Исследования в этом направлении вскоре значительно расширили наше понимание Вселенной. Оказалось, что помимо Млечного Пути в космическом пространстве существуют десятки тысяч иных галактик. В попытке составить какую-нибудь упрощенную карту видимой Вселенной ученые наткнулись на тот примечательный факт, что галактики в пространстве и составляют собою иные структуры немыслимых размеров.

Со временем ученые обнаружили, что галактики-одиночки - достаточно редкое явление во Вселенной. Подавляющая же часть галактик образуют крупномасштабные скопления, которые могут быть различных форм и включать в себя две галактики или кратное число, вплоть до нескольких тысяч. Помимо огромных звездных островов эти массивные звездные структуры включают еще и скопления газа, разогретого до высоких температур. Несмотря на очень низкую плотность (в тысячи раз меньше, нежели в солнечной атмосфере), масса этого газа может значительно превышать суммарную массу всех звезд в некоторых совокупностях галактик.

Полученные результаты наблюдений и расчетов навели ученых на мысль о том, что скопления галактик также могут образовывать иные более крупные структуры. Вслед за этим стали два интригующих вопроса: если сама по себе галактика, сложная структура, является частью некой более масштабной конструкции, то может ли эта конструкция быть составной чего-нибудь еще большего? И, в конце концов, есть ли предел такой иерархичной структурности, когда каждая система входит в состав другой?

Положительный ответ на первый вопрос подтверждается наличием сверхскоплений галактик, которые в свою очередь перерастают галактические нити, или как их иначе называют «стены». Их толщина в среднем около 10 млн. св. лет, а длина 160 — 260 млн. световых лет. Однако, отвечая на второй вопрос, следует отметить, что сверхскопления галактик не являются некой обособленной структурой, а лишь более плотные участки галактических стен. Поэтому сегодня ученые уверены в том, что именно галактические нити (стены), наибольшие космические структуры, вмесите с войдами (пустым пространством, свободным от звездных скоплений) формируют волокнистую или ячеистую структуру Вселенной.

Положение Земли во Вселенной

Несколько отходя от темы, укажем положение нашей планеты в столь сложной структуре:

Планетарная система: Солнечная
Местное межзвёздное облако
Галактический рукав Ориона
Галактика: Млечный Путь
Скопление галактик:
Сверхскопление галактик: Местное сверхскопление (Девы)
Сверхскопление галактик: Ланиакея
Стена: Комплекс сверхскоплений Рыб-Кита

Современные результаты исследований утверждают, что Вселенная состоит не менее чем из 200 миллиардов галактик. Галактические стены по своей природе являются относительно плоскими и составляют собой стенки «ячеек» Вселенной, а места их пересечений и формируют сверхскопления галактик. В центре же этих ячеек располагаются войды (англ. void — пустота).

Анализ сформированной учеными трехмерной модели распределения галактик говорит о том, что ячеистая структура наблюдается на расстоянии в более чем миллиард световых лет в любом направлении. Данная информация позволяет полагать, что в масштабе в несколько сотен миллионов световых лет любой фрагмент Вселенной будет иметь почти одинаковое количество вещества. А это доказывает, что в указанных масштабах Вселенная однородна.

Причины возникновения крупномасштабной структуры Вселенной

Несмотря на наличие таких масштабных конструкций, как галактические стены и нити, самыми крупными устойчивыми структурами все же считаются скопления галактик. Дело в том, что известное расширение Вселенной постепенно растягивает структуру любых объектов, и бороться с этой силой может лишь гравитация. В результате наблюдений за скоплениями и сверхскоплениями был обнаружен такой потрясающий эффект как « ». То есть лучи, проходящие через межзвездное пространство, искривляются, что указывает на наличие в нем огромной невидимой, скрытой массы. Она может принадлежать различным ненаблюдаемым космическим телам, однако в таких масштабах вероятнее всего принадлежит

Крест Эйнштейна — гравитационно-линзированный квазар

Опираясь на почти однородное , ученые убеждены в том, что и вещество во Вселенной должно распределяться равномерно. Но особенность гравитации в том, что она склонна стягивать любые физические частицы в плотные структуры, тем самым нарушая однородность. Таким образом, спустя какое-то время после Большого Взрыва незначительные неоднородности в распределении вещества в пространстве стали все более стягиваться в некоторые структуры. Их возрастающая гравитация (в силу возрастания массы на объем) постепенно замедляла расширение, пока не остановила его вовсе. Мало того, в некоторых частях расширение обернулось в сжатие, что и стало причиной образования галактик и галактических скоплений.

Подобная модель проверялась при помощи компьютерных расчетов. Учитывая совсем незначительные флуктуации (колебания, отклонения) в однородности реликтового излучения, компьютер просчитал, что такие же мелкие флуктуации в после Большого Взрыва при помощи гравитации вполне могли породить скопления галактик и ячеистую крупномасштабную структуру Вселенной.

Описание презентации Место Земли во вселенной. Здесь показаны примерные масштабы по слайдам

Солнечная система, на ней Земля похожа на маленькую точку, потому что только растояние до Солнца около 150 миллионов километров (а здесь оно выглядит небольшим отрезком). Уже на этих масштабах расстояние начинают измерять во времени, за проходит свет эти расстояния. 1 световая секунда равна 300 тысяч км.

Соседние звёзды. Расстояния между ближайшими звёздами много больше размеров звёздных систем. Самая близкая звезда к нашей – Альфа Центавра, до неё расстояние составляет около 4 световых лет. Это примерно 120 -130 миллионов световых секунд или около 40 триллионов километров.

Местная галактическая группа. Это гравитационно-связанная группа более 40 галактик рядом с нашей (обычно в неё включают около 50 -60 галактик). Гравитационная связанность означает, что их притяжение друг к другу существенно влияет на их движение. В космосе галактики не живут по одиночке, а всегда располагаются подобными группами. Характерное расстояние между галактиками в одной группе много больше размера одной галактики – миллионы световых лет. До ближайшей крупной галактики, Туманности Андромеды, 2 миллиона световых лет. На рисунке она справа от нашей. Ближе всего к нам две карликовые галактики– Большое и Маленькое Магеллановы облака, до них расстояние около 150 тысяч световых лет, на рисунке они изображены очень близко к нашей (справа внизу и слева внизу).

Местное галактическое суперскопление. Группы галактик собираются в суперскопления из рядом расположенных групп. Подробнее о надгалактических структурах будет в другой лекции. Суперскопления формируют галактические нити – нитеобразные и плоскообразные объекты, состоящие из скоплений галактик.

Ближайшие суперскопления. Галактические нити образуют ячеистую структуру вселенной. Стенки ячеек состоят из разных суперскоплений, а внутренности пустые. При увеличении масштаба вселенная напоминает пчелиные соты.

Наблюдаемая вселенная (метагалактика). Наблюдаемая вселенная много меньше всей вселенной, возникшей из большого взрыва. Судить о размерах всей вселенной, однако, довольно трудно и оценки её размера делают с помощью разных моделей Теории Большого Взрыва. Область, указанная на предыдущем рисунке, здесь выглядит как небольшая точка.

Теория большого взрыва. Почему ученые считают, что Вселенная началась со взрыва? Астрономы приводят три очень разные последовательности рассуждений, которые создают прочную основу для данной теории. Давайте рассмотрим их подробнее.

1. Наблюдаемое расширение вселенной. Открытие явления расширения Вселенной. Вероятно, самое убедительное доказательство теории Большого Взрыва вытекает из замечательного открытия, сделанного американским астрономом Эдвином Хабблом в 1929 году. До этого большинство ученых считали Вселенную статичной - неподвижной и не меняющейся. Но Хаббл обнаружил, что она расширяется: группы галактик разлетаются одна от другой, так же как осколки разбрасываются в разных направлениях после космического взрыва. Очевидно, что если какие-то объекты разлетаются, то когда-то они были ближе один к другому. Прослеживая процесс расширения Вселенной назад во времени, астрономы пришли к выводу, что около 14 миллиардов лет назад. Вселенная представляла собой невероятно горячее и плотное образование, высвобождение огромной энергии из которого было вызвано взрывом колоссальной силы.

2. Реликтовое излучение. Открытие космического микроволнового фона. В 1940 -х годах физик Георгий Гамов понял, что Большой Взрыв должен был породить мощное излучение. Его сотрудники предположили также, что остатки этого излучения, охлажденные в результате расширения Вселенной, могут все еще существовать. В 1964 году Арно Пенциас и Роберт Вилсон из AT & Т Bell Laboratories , сканируя небо с помощью радиоантенны, обнаружили слабое равномерное потрескивание. То, что они сначала приняли за радиопомехи, оказалось слабым «шелестом» излучения, оставшегося после Большого Взрыва. Это однородное микроволновое излучение, пронизывающее все космическое пространство (его еще называют реликтовым излучением). Температура этого космического микроволнового фона (cosmic microwave background) в точности такая, какой она должна быть по расчетам астрономов (2, 73° по шкале Кельвина), если охлаждение происходило равномерно с момента Большого Взрыва. За свое открытие А. Пенциас и Р. Вилсон в 1978 году получили Нобелевскую премию по физике.

3. Изобилие гелия в космосе. Астрономы обнаружили, что по отношению к водороду количество гелия в космосе составляет 24 % (остальных химических элементов по имеющимся данным менее 2 % во вселенной). Причем ядерные реакции внутри звезд идут недостаточно долго для того, чтобы создать так много гелия. Но гелия как раз столько, сколько теоретически должно было образоваться во время Большого Взрыва. Содержание химических элементов определяется анализом излучения от космических объектов (в основном звёзд). Как оказалось, теория Большого Взрыва успешно объясняет явления, наблюдаемые в космосе, но остается только отправной точкой для изучения начального этапа развития Вселенной. Например, эта теория, несмотря на ее название, не выдвигает никаких гипотез об источнике «космического динамита», который и вызвал Большой Взрыв.

Если считать, что с момента Большого Взрыва до настоящего времени прошел 1 год, можно составить следующий календарь событий этого года: Новый Год, 1 января, 0 h 00 m 00 s — Большой Взрыв В тот же миг произошло возникновение Метагалактики 1 января, полдень образовались первые атомы Март образовались первые галактики Апрель Образовалась наша Галактика Июнь процесс образования галактик в основном завершился Сентябрь Возникновение Солнца Возникновение Солнечной системы Октябрь Возникновение жизни(микроорганизмы) Ноябрь Микробиоты, возникновение фотосинтеза Декабрь, 1 -5 Образование кислородной атмосферы 15 Первые многоклеточные 20 Возникновение беспозвоночных 26 Первые динозавры 27 Первые млекопитающие 28 Первые птицы 29 Вымирание динозавров 30 Первые приматы 31 декабря, 14 h Рамапитек 22 h 30 m Первые люди Новый год 1 января, 00 h 00 m 03 s — ХХ век.

Эволюция материи в Метагалактике: 1. Атомные ядра 2. Атомы 3. Молекулы (наиболее сложные молекулы межзвездной среды содержат до 13 атомов) 4. Пылинки, частицы вещества, содержащие до 100 атомов 5. Гигантские молекулы-полимеры 6. Одноклеточные живые организмы 7. Хордовые (позвоночные) 8. Человек

Сценарии судьбы вселенной. Варианты развития вселенной рассчитывают на основе общей теории относительности – современной теории гравитации. Вселенная рассматривается упрощённо как большой однородный расширяющийся шар. Такие модели предусматривают три варианта будущего – сжатие, замедляющееся расширение и ускоряющееся расширение. В настоящее время средняя плотность галактического вещества r г = 3× 10 -31 г/см 3 , однако масса каждой галактики много больше общей массы всех наблюдаемых в ней объектов. Видимое вещество составляет менее 5% плотности Метагалактики, а невидимое, «темное», неизвестной природы, – свыше 95%! В настоящее время установлено, что около 20 -25 % — это известные нам виды материи (молекулярные облака, остатки звёзд, карликовые звёзды, которые сложно увидеть и тому подобные объекты). А 75 % неизвестной массы составляет так «темная материя» , природа которой до сих пор неизвестна. Первые попытки изучения распределения скрытого вещества в пространстве Метагалактики показали, что оно неоднородно и обладает сложной волокноподобной структурой. Эти волокна обычно называют «волосами» . Будущее зависит от точного значения плотности вселенной и от величины тёмной энергии – энергии неизвестной природы, которая равномерно распределена в пространстве и усиливает расширение нашей вселенной. Известно, что если наши модели верны, то плотность нашей вселенной близка к критической (если она больше, то должно быть сжатие, если меньше – то замедляющееся расширение). Однако в последние десятилетия была открыта тёмная энергия, которая составляет около 75 % энергии всей вселенной, а оставшиеся 25 % приходятся на известные виды вещества (около 4 -5 %) и на тёмную материю (около 20 %). Тёмная энергия заставляет нашу вселенную расширяться с ускорением. Дальнейшая судьба нашей вселенной зависит от того, насколько велико это ускорение. Возможны 2 варианта – вечное ускоренное расширение и «конец света» . Во втором случае вселенная не будет существовать вечно, её материя, пространство и время полностью будут разрушены через некоторые время ускоренным расширением.

Как может произойти «конец света» ? Этот сценарий предполагает достижение бесконечной скорости расширения за конечное время. Это означает полное разрушение материи, пространства и времени нашей вселенной, чтобы понять, что это значит, надо знать, что было до Большого Взрыва. Первые признаки конца света будут видны небе – звёзды вначале покраснеют, а потом мы перестанем их видеть. Вначале это произойдёт с более удалёнными звёздами и галактиками, потом с находящимися рядом. Потом расширение достигнет такой скорости, чтобы начать отрывать Землю от Солнца, но замёрзнуть мы не успеем, так как начнёт разрушаться Земля. Дестабилизация земной коры и ядра вызовет массовые землетрясения, вулканическую активность, новые расколы земной коры. Нас будут ожидать массовые катаклизмы, связанные с этим – например, цунами, вызванные землетрясениями, огромные пожары из-за извержения вулканов. В конце концов жизнь на планете будет уничтожена в результате разрушения земной коры. Раскалённая лава выйдет на поверхность и всё сгорит, даже океаны испарятся. После этого распадётся даже вещество и атомы, пространство и время. Вся вселенная прекратит существование (возможно, вернётся в какое-то неизвестное нам состояние, которые было до Большого Взрыва). Если верна теория космической инфляции Линде (самая популярная на данный момент среди современных физиков-теоретиков), то Большой Взрыв – это просто возникновение пузыря в первичном вакууме, который постоянно «кипит» . Пузыри-вселенные всё время образуются (для каждой из них это момент Большого Взрыва) и распадаются, распад одного пузыря может описываться таким концом света.

Древним людям Земля казалась огромной. Ведь никому не удавалось обойти ее пешком или даже объехать на коне. Поэтому и философы древности, размышляя об устройстве Вселенной, помещали Землю в ее центр. Все небесные тела, полагали они, вращаются вокруг Земли.

В современном мире, когда есть авиация и космические корабли, мысль о том, что наша планета вовсе не центр мироздания, никому не кажется крамольной.
Однако впервые эту идею высказал еще в III веке до н.э. Аристарх Самосский. К сожалению, почти все труды этого древнегреческого ученого утрачены и известны нам лишь в пересказе его современника Архимеда. Поэтому предположение о том, что Земля вращается вокруг Солнца (а не Солнце вокруг Земли), связывают обычно с именем польского астронома Николая Коперника, жившего в XV-XVI вв. Коперник расположил известные ему планеты Солнечной системы так: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер и Сатурн вращаются вокруг Солнца, а Луна — вокруг Земли. Но дальше за Сатурном Коперник поместил «сферу неподвижных звезд» — некую стену, замыкающую Вселенную. А предполагать, что находится за ней, Коперник не мог — для этого ему не хватало данных. Не стоит обвинять Коперника в близорукости, ведь телескоп, приблизивший к нам далекий космос, впервые использовал Галилей лишь сто лет спустя.

Древнегреческий ученый Птоломей разработал модель Вселенной, в которой Земля находилась в центре мироздания, а остальные небесные тела обращались вокруг нее.

Современная наука знает, что наше Солнце — одна из бесчисленных звезд во Вселенной, не самая большая, не самая яркая, не самая горячая, более того, Солнце находится вдали от центра нашей Галактики — гигантского скопления звезд, к которым относится и Солнце. И в этом нам повезло. Ведь иначе на Землю обрушивались бы такие потоки космических лучей, что жизнь на ней едва возникла бы. Вокруг Солнца вращаются 9 крупных планет, малые планеты — астероиды, кометы и совсем мелкие «камушки» — метеорные тела. Все это вместе образует Солнечную систему.

По современным представлениям, вокруг Солнца обращаются 9 крупных планет. 4 ближайшие к Солнцу — небольшие и твердые. Далее лежит пояс малых планет (астероидов), а за ним — планеты-гиганты, состоящие в основном из жидкостей и газов. Самая дальнаяя из известных планет Солнечной системы — Плутон — к тому же самая маленькая и самая холодная.

Земля — одна из 9 планет. Не самая большая, но и не самая маленькая, не самая близкая к Солнцу, но и не самая далекая. Крупнейшая планета — Юпитер. Его масса в 318 раз больше земной. Но у Юпитера нет твердой поверхности, по которой можно было бы ходить. Самая далекая от Солнца планета — Плутон почти в 40 раз дальше от Солнца, чем Земля. Его поверхность твердая, ходить по ней было бы легко — Плутон меньше Луны, притягивает к себе слабо. Вот только холодно там: температура на 200-240°C ниже точки замерзания воды. При таких условиях не только вода, но и большинство газов становятся твердыми. Зато на Венере, нашей ближайшей соседке, температура выше +450°C. Получается, что Земля — единственная пока планета во Вселенной, подходящая для жизни.

От Земли до Солнца около 150 млн км. Много это или мало? Сравним это расстояние с размерами Солнца и Земли. Диаметр Солнца меньше примерно в 100 раз, а диаметр Земли — в 10000 раз. Это значит, что если мы изобразим Солнце кружком диаметром 1 см (с монету достоинством в 1 рубль), то Землю нам придется нарисовать на расстоянии 1 м (на другом конце большого стола), причем она будет едва заметной точной.

Планета Земля, Солнечная система , и все звёзды, видимые невооружённым глазом находятся вГалактике Млечный Путь , которая представляет из себя спиральную галактику с перемычкой, имеющая два ярко выраженных рукава начинающихся на концах перемычки.

Это было подтверждено в 2005 году космическим телескопом имени Лаймана Спитцера, который показал, что центральная перемычка нашей галактики является большей чем считалось ранее. Спиральные галактики с перемычкой — спиральные галактики с перемычкой («баром») из ярких звёзд, выходящей из центра и пересекающей галактику посередине.

Спиральные ветви в таких галактиках начинаются на концах перемычек, тогда как в обычных спиральных галактиках они выходят непосредственно из ядра. Наблюдения показывают, что около двух третьих всех спиральных галактик имеют перемычку. По существующим гипотезам, перемычки являются очагами звёздообразования, поддерживающими рождение звёзд в своих центрах. Предполагается, что посредством орбитального резонанса, они пропускают сквозь себя газ из спиральных ветвей. Этот механизм и обеспечивает приток строительного материала для рождения новых звёзд. Млечный Путь вместе с галактикой Андромеды (M31), Треугольника (М33), и более 40 меньшими галактиками-спутниками образуют Местную Группу Галактик, которая, в свою очередь, входит в Сверхскопление Девы. "Использование инфракрасного изображения с телескопа Spitzer НАСА, позволило ученым обнаружить, что элегантная спиральная структура Млечного Пути имеет только два преобладающих рукава от концов центрального бара звёзд. Ранее считалось, что наша галактика, обладает четырьмя основными рукавами ".

/s.dreamwidth.org/img/styles/nouveauoleanders/titles_background.png" target="_blank">http://s.dreamwidth.org/img/styles/nouveauoleanders/titles_background.png) 0% 50% no-repeat rgb(29, 41, 29);"> Структура Галактики
По внешнему виду, галактика напоминает диск (т.к. основная масса звёзд расположена в форме плоского диска) с диаметром около 30 000 парсек (100 000 световых лет, 1 квинтиллион километров) при оценочной средней толщине диска порядка 1000 световых лет, диаметр выпуклости в центре диска составляет 30 000 световых лет. Диск погружен в гало сферической формы, а вокруг него располагается сферическая корона. Центр ядра Галактики находится в созвездии Стрельца. Толщина галактического диска в том месте, где находится Солнечная система с планетой Земля, составляет 700 световых лет. Расстояние от Солнца до центра Галактики 8,5 кило парсек (2,62.1017 км, или 27 700 световых лет).Солнечная система находится на внутреннем крае рукава, носящего название рукав Ориона. В центре Галактики, по всей видимости, располагается сверх массивная чёрная дыра (Стрелец A*) (около 4,3 миллиона масс Солнца) вокруг которой, предположительно, вращается чёрная дыра средней массы от 1000 до 10 000 масс Солнца и периодом обращения около 100 лет и несколько тысяч сравнительно небольших. Галактика содержит, по самой низкой оценке, порядка 200 миллиардов звёзд (современная оценка колеблется в диапазоне предположений от 200 до 400 миллиардов). По состоянию на январь 2009, масса Галактики оценивается в 3.1012 масс Солнца, или 6.1042 кг. Основная масса Галактики содержится не в звездах и межзвёздном газе, а в не светящемся гало из тёмной материи.

По сравнению с гало диск Галактики вращается заметно быстрее. Скорость его вращения не одинакова на различных расстояниях от центра. Она стремительно возрастает от нуля в центре до 200—240 км / с на расстоянии 2 тыс. световых лет от него, затем несколько уменьшается, снова возрастает примерно до того же значения и далее остается почти постоянной. Изучение особенностей вращения диска Галактики позволило оценить его массу, оказалось, что она в 150 миллиардов раз больше массы Солнца. Возраст Галактики Млечный Путь равен 13 200 млн лет, почти так же стара, как Вселенная. Млечный Путь является частью Местной группы галактик.

/s.dreamwidth.org/img/styles/nouveauoleanders/titles_background.png" target="_blank">http://s.dreamwidth.org/img/styles/nouveauoleanders/titles_background.png) 0% 50% no-repeat rgb(29, 41, 29);"> Местоположение Солнечной системы Солнечная система находится на внутреннем крае рукава, носящего название рукав Ориона, в окраинной части Местного Сверх скопления (Local Supercluster), который иногда называют также Сверх скоплением Девы. Толщина галактического диска(в том месте где находится Солнечная система с планетой Земля), составляет 700 световых лет. Расстояние от Солнца до центра Галактики 8,5 кило парсек (2,62.1017 км, или 27 700 световых лет). Солнце расположено ближе к краю диска, чем к его центру.

Вместе с другими звёздами Солнце вращается вокруг центра Галактики со скоростью 220—240 км / с, совершая один оборот примерно за 225-250 миллионов лет(что составляет один галактический год) . Таким образом, за все время существования Земля облетела вокруг центра Галактики не более 30 раз. Галактический год Галактики составляет 50 миллионов лет, Период обращения перемычки 15-18 миллионов лет. В окрестностях Солнца удается отследить участки двух спиральных рукавов, которые удалены от нас примерно на 3 тыс. световых лет. По созвездиям, где наблюдаются эти участки, им дали название рукав Стрельца и рукав Персея. Солнце расположено почти посередине между этими спиральными ветвями. Но сравнительно близко от нас (по галактическим меркам), в созвездии Ориона, проходит еще один, не очень четко выраженный рукав — рукав Ориона, который считается ответвлением одного из основных спиральных рукавов Галактики. Скорость вращения Солнца вокруг центра Галактики почти совпадает со скоростью волны уплотнения, образующей спиральный рукав. Такая ситуация является нетипичной для Галактики в целом: спиральные рукава вращаются с постоянной угловой скоростью, как спицы в колесах, а движение звезд происходит с другой закономерностью, поэтому почти все звездное население диска то попадает внутрь спиральных рукавов, то выпадает из них. Единственное место, где скорости звезд и спиральных рукавов совпадают — это так называемый коротационный круг, и именно на нем расположено Солнце. Для Земли это обстоятельство чрезвычайно важно, поскольку в спиральных рукавах происходят бурные процессы, образующие мощное излучение, губительное для всего живого. И никакая атмосфера не смогла бы от него защитить. Но наша планета существует в сравнительно спокойном месте Галактики и в течение сотен миллионов (или даже миллиардов) лет не подвергалась воздействию этих космических катаклизмов. Возможно именно поэтому на Земле смогла родиться и сохраниться жизнь, возраст которой насчитывается в 4,6 миллиарда лет. Схема расположения Земли во Вселенной в серии из восьми карт, которые показывают, слева направо, начиная с Земли, двигаясь в Солнечной системе , на соседние звездные системы, на Млечный Путь, на местные Галактические группы, на местные сверхскопления Девы , на нашем местном сверх скопления, и заканчивается в наблюдаемой Вселенной.

Солнечная система: 0,001 световых лет

Соседи в межзвездном пространстве

Млечный Путь: 100000 световых лет

Местные Галактические группы

Местное сверх скопление Девы

Местные сверх скопления галактик

Наблюдаемая Вселенная

Мы живем на планете Земля . Она входит в состав Солнечной Системы , которая включает в себя центральную звезду — Солнце, и все природные космические объекты, вращающиеся вокруг него. Масса Солнца в 333 тыс. раз больше земной (масса Земли — 5,97219×10 24 кг). Среднее расстояние от Земли до Солнца составляет около 149,6 млн км (1 а.е. — астрономическая единица). Земля третья планета от Солнца.

Масса Солнечной Системы составляет 1,0014 массы Солнца. Солнечная система вращается вокруг центра Галактики со скоростью 220 км/с на расстоянии 27000±1000 св. лет от него. Полный оборот она совершает за 225-250 млн лет.

Ближайшими звездами к нашей планетной системе являются Проксима (4,22 св. лет), Альфа Центавра A и B (4,37 св. лет). Ближайшая планетная система — Альфа Центавра (4,37 св. лет).

Солнечная система расположена в спиральной галактике с баром (перемычкой) — Млечном Пути . Основной диск Млечного Пути имеет около 100-120 тыс. св. лет в диаметре и около 250-300 тыс. св. лет по периметру. Вне галактического ядра толщина Млечного Пути составляет примерно 1 тыс. св. лет.

Гало Млечного Пути простирается гораздо дальше размеров Галактики, но ограничивается орбитами двух галактик-спутников: Большого и Малого Магеллановых Облаков, расстояние до которых составляет около 180 тыс. св. лет.

Масса Млечного Пути составляет около 5,8×10 11 масс Солнца. В нем насчитывается 200-400 млрд звезд. Только 0,0001% всех звезд Галактики перечислены и занесены в каталоги. Количество черных дыр массой более тридцати масс нашего Солнца составляет несколько миллионов.

Центр Галактики содержит сверхмассивную черную дыру массой около 4,3 млн масс Солнца. Вокруг нее вращаются черная дыра меньшего размера (массой 1-10 тыс масс Солнца) и несколько тысяч сравнительно небольших. Для центральных участков Галактики характерна сильная концентрация звезд. Расстояния между звездами в десятки и сотни раз меньше, чем в окрестностях Солнца. Длина галактической перемычки составляет около 27 тыс. св. лет. Она состоит преимущественно из красных звезд, которых считают очень старыми.

В нашей Галактике очень хорошо развита спиральная структура. Одними из самых заметных образований являются спиральные ветви (или рукава). Вдоль рукавов в основном сосредоточены самые молодые звезды. Считается, что в Млечном Пути существуют четыре основные спиральные рукава, которые берут свое начало в галактическом центре. Кроме них есть и другие. Среди них рукав Ориона в котором находится наша Солнечная система. Его толщина примерно 3,5 тыс. св. лет, а длина — примерно 10 тыс. св. лет. В рукаве Ориона Солнечная система находится вблизи внутреннего края.

Млечный Путь вместе с Галактикой Андромеды, Галактикой Треугольника и рядом других галактик образуют Местную группу галактик . К ней относятся более 54 галактик. Центр масс Местной группы лежит примерно на линии, соединяющей Млечный Путь и Галактику Андромеды. Местная группа имеет диаметр 10 млн. св. лет (3,1 мегапарсек). Общая масса составляет 1,29±0,14×10 12 масс Солнца.

Местную группу можно разделить на несколько подгрупп:

— подгруппа Млечного Пути (состоит из гигантской спиральной галактики Млечный Путь и 14 ее известных спутников, которые представляют собой карликовые и в основном неправильные галактики);

— подгруппа Андромеды (состоит из гигантской спиральной Галактики Андромеды и 33 ее известных спутников которые тоже являются, в основном, карликовыми галактиками);

— подгруппа Треугольника (Галактика Треугольника и ее возможные спутники);

— подгруппа галактики NGC 3109 (галактика NGC 3109 вместе с ее соседями, карликовыми галактиками).

Местная группа галактик является частью скопления Девы . Его диаметр 15 млн св. лет. Скопление Девы содержит около 2 тыс. галактик. Крупнейшие из них: Мессье 90 (диаметр — 160 тыс. св. лет), Мессье 86 (155 тыс. св. лет), Мессье 49 (150 тыс. св. лет), Мессье 98 (150 тыс. св. лет), NGC 4438 (130 тыс. св. лет).

В скоплении Девы выявлено более 11 тыс. шаровидных звездных скоплений. Возраст большинства из них составляет около 5 млрд лет. Эти скопления обнаружены в сотнях галактик разных размеров, форм и яркости, включая даже карликовые галактики.

Скопление Девы является мощным скоплением галактик в центре сверхскопления Девы . В его состав входят около 100 групп и скоплений галактик. Сверхскопление Девы состоит из диска и гало. Сплюснутый диск имеет форму блина и содержит 60% светоизлучающих галактик. Гало состоит из ряда вытянутых объектов и содержит 40% светоизлучающих галактик.

Диаметр сверхскопления Девы составляет более 200 млн св. лет (по другим оценкам — 110 млн св. лет). Это одно из миллионов сверхскоплений в наблюдаемой Вселенной.

Сверхскопление Девы входит в сверхскопление Ланиакея с центром вблизи Большого Аттрактора (гравитационной аномалии). Диаметр Ланиакеи примерно равен 520 млн cв. лет. Она состоит примерно из 100 тыс. галактик, а ее масса составляет примерно 10 17 масс Солнца (что где-то в 100 раз больше массы сверхскопления Девы).

Ланиакея состоит из четырех частей: сверхскопление Девы (частью которого является Млечный Путь), сверхскопление Гидры-Кентавра, сверхскопление Павлина-Индейца, сверхскопление Кентавра.

Сверхскопление Ланиакея входит в комплекс сверхскоплений (галактическую нить) Рыб-Кита , который имеет 1,0 млрд cв. лет в длину и 150 млн cв. лет в поперечнике. Это одна из крупнейших структур, выявленных во Вселенной. Она в 10 раз меньше Великой стены Геркулеса-Северной Короны (самой большой структуры Вселенной, которая наблюдается). Наше сверхскопление Девы массой 10 15 масс Солнца составляет лишь 0,1% от общей массы комплекса.

Комплекс сверхскоплений (галактическая нить) Рыб-Кита содержит около 60 скоплений галактик и по оценкам их общая масса составляет 10 18 масс Солнца (в 10 раз больше массы Ланиакеи). Комплекс состоит из пяти частей: сверхскопление Рыб-Кита; цепь Персея-Пегаса (включая и сверхскопление Персея-Рыб); цепь Пегаса-Рыб; участок Скульптора (в частности, сверхскопление Скульптора и сверхскопление Геракла); сверхскопление Ланиакея (которое содержит, в частности, сверхскопление Девы, а также сверхскопление Гидры-Центавра).

Итак, адрес Земли таков: Солнечная система, галактический рукав Ориона, галактика Млечный Путь, Местная группа галактик, скопление Девы, сверхскопление Девы, сверхскопление Ланиакея, комплекс сверхскоплений (галактическая нить) Рыб-Кита.

Расположение Земли во Вселенной (Автор: Andrew Z. Colvin ; Источник: Wikipedia)

Источники:

1. Текстовое содержимое доступно в соответствии с лицензией Creative Commons Attributions-ShareAlike (CC-BY-SA),
3. Текстовое содержимое доступно в соответствии с лицензией Creative Commons Attributions-ShareAlike (CC-BY-SA), http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/ . Источник: Википедия: https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D1%83%D0%BC%D0%B0%D1%86%D1%8C%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%A8%D0%BB%D1%8F%D1%85 . Авторы: https://uk.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%A7%D1%83%D0%BC%D0%B0%D1%86%D1%8C%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%A8%D0%BB%D1%8F%D1%85&action=history
4. Текстовое содержимое доступно в соответствии с лицензией Creative Commons Attributions-ShareAlike (CC-BY-SA),

Здравия желаем