ГлавнаяSpace → Крупномасштабная структура Вселенной

Крупномасштабная структура Вселенной

21 Авг 2015

large-scale-structureНа миллиарды световых лет через просторы Вселенной протянулись космические «соты»: сверхскопления галактик, окружающие гигантские пустоты. Возможно, такая структура обусловлена возмущениями плотности вещества на ранних стадиях расширения Вселенной

Астрономы давно осознали, что распределение вещества в космических масштабах должно нести отпечаток очень ранней стадии эволюции Вселенной. Последовательное объяснение распределения и эволюции материи должно разрабатываться в рамках теории расширяющейся Вселенной, поскольку космологи и астрофизики практически единодушны в том, что теория расширяющейся Вселенной успешно описывает практически все важнейшие результаты наблюдений. Согласно этой теории, 10 – 20 млрд. лет назад Вселенная начала расширяться из состояния бесконечной или очень большой плотности, и ее расширение продолжается по сей день. В простейшем варианте теории расширение из сингулярного состояния происходит однородно. Однородностью расширения очень хорошо объясняются многие важные наблюдения: внегалактическое вещество разбегается от нашей Галактики со скоростью, которая гладко меняется с расстоянием; холодное электромагнитное излучение в микроволновом диапазоне, пронизывающее всю Вселенную, имеет температуру, меняющуюся менее чем на 1/30000 в пределах нескольких угловых градусов на небесной сфере. Несмотря на эти успехи, есть очевидное свидетельство того, что расширение не совсем однородно. Если бы оно было абсолютно однородным, то вещество не могло бы слипаться и Вселенная представляла бы собой газ из атомов и элементарных частиц, становящийся все более разреженным в ходе расширения. Не было бы ни звезд, ни галактик.

Чтобы объяснить современную структуру мира, сторонник теории расширяющейся Вселенной должен признать, что в какой-то степени неоднородность имела место уже на ранних стадиях. Такие ранние неоднородности могли быть гладкими и почти неразличимыми на однородном фоне, небольшие флуктуации кривизны в ранней Вселенной должны были сопровождаться слабыми сжатиями и разрежениями вещества и энергии, разбросанными по всему пространству. Амплитуда возмущений должна быть достаточно большой (т.е. вариации относительно средней плотности должны быть достаточно велики), чтобы за время, прошедшее с начала расширения, могли образоваться наблюдаемые в современную эпоху скопления вещества. Точное значение необходимой амплитуды зависит от многих деталей теории. С другой стороны, если бы начальные возмущения были слишком велики, то это привело бы к таким флуктуациям температуры микроволнового фонового излучения, которые не наблюдаются. Кроме того, возмущения должны приводить к образованию структур вполне определенного, а не произвольного характерного размера. Так, в современную эпоху можно выделить звезды, галактики, скопления и даже сверхскопления (скопления скоплений) галактик, но при характерных массах, намного превышающих массу сверхскопления и в то же время составляющих малую долю всей области, охватываемой наблюдениями. Вселенная довольно однородна.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10




Рекомендуем к прочтению



Здесь вы можете написать отзыв

* Текст комментария
* Обязательные для заполнения поля