Вселенная с нуля. От Большого взрыва до абсолютной пустоты - Жак Поль

невероятную мощность и светимость, что их следует считать катастрофами колоссального масштаба. Если бы событие типа GRB 080319B произошло, к примеру, на расстоянии в десять тысяч световых лет от Солнца и один из пучков излучения попал бы непосредственно в Солнечную систему, на нашу несчастную планету обрушился бы энергетический удар, сравнимый со взрывом миллионов ядерных бомб Хиросимы! Такое количество энергии вызвало бы серию глобальных катастроф, одна страшнее другой. Защитный озоновый слой моментально разрушился бы, чудовищные ударные волны сотрясли бы атмосферу, по всей Земле разгорелись бы пожары, мощные ураганы начали бы сносить все на своем пути…

☛ СМ. ТАКЖЕ

Катастрофическая смерть первой звезды (13,2 миллиарда лет назад)

6,8 миллиарда лет назад

Ланиакея, наше сверхскопление

Млечный Путь влился в звездное скопление Ланиакея, один из огромных центров гравитационного притяжения, к которому стекаются галактики и скопления галактик, заполняющие наш уголок Вселенной.

Галактики, большинство которых сформировалось менее чем за два миллиарда лет после Большого взрыва, распределены в пространстве далеко не случайным образом. Они служат настоящими кирпичиками Вселенной, из них состоит гигантская сеть ветвей и нитей, пронизывающих пустоту. Основой этой структуры, канвой распределения материи во Вселенной, служит в основном темная материя. С того момента, когда Вселенная стала прозрачной и однородной, она быстро эволюционировала и по окончании Темных веков преобразовалась в систему огромных пустот, окруженных сверхплотными структурами, создающими гравитационное притяжение невероятной силы.

Аналогично тому, как на Земле вода течет по рекам и притокам с высоты водоразделов, галактики и звездные скопления стекаются по направляющим космической сети и создают узлы «галактических сверхскоплений». Это название впервые употребил французский астрофизик Жерар де Вокулер для обозначения самых крупных из известных в настоящий момент образований во Вселенной. В гидрологии линия водораздела разделяет бассейны разных рек. В астрофизике дело обстоит похожим образом: линия, разделяющая два гравитационных бассейна, служит границей между сверхскоплениями. Чтобы обнаружить эту границу в мире галактик, надо прежде всего рассчитать скорость их движения, скорректировав наблюдаемую скорость смещения с помощью поправки на космическое расширение.

Именно таким методом в 2014 году четверка астрофизиков – американец Ричард Брент Талли, француз Элен Куртуа и Даниэль Помареда и израильтянин Иегуда Хоффман – рассчитали размеры, структуру и динамику нашего сверхскопления, которое они назвали Ланиакея (от англ. Laniakea, в переводе с гавайского – огромный небесный свод). Сверхскопление образовалось тогда, когда Вселенная достигла примерно середины своего сегодняшнего возраста, и протянулось на пять миллионов световых лет; его масса – сто миллионов миллиарда солнечных. Ланиакея включает в себя тринадцать галактических скоплений, каталогизированных в 1958 году калифорнийцем Джорджем Эйбеллом. Астрофизик создал свой каталог на основе тысяч фотографий, снятых камерой Шмидта (широкоугольный телескоп с корректирующим зеркалом) на горе Паломар в США. Ланиакея включает в себя структуру, ранее называвшуюся сверхскоплением Девы, частью которого является Млечный Путь. Если считать, что Земля – это наш дом, Солнечная система – наш город, то Галактика – это наша страна, а Ланиакея – континент.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Темные века (13,7 миллиарда лет назад)

Образование крупных структур (13, 7 миллиарда лет назад)

5,2 миллиарда лет назад

Столкновение в Местной группе галактик

Слияние двух галактик Местной группы породило длинный шлейф звезд, некоторые из которых сгруппировались в две карликовых галактики в окрестности Млечного Пути.

Термин «Местная группа» был впервые использован в 1936 году Эдвином Хабблом – он назвал так группу галактик, к которой принадлежит и Млечный Путь. Местная группа состоит примерно из шестидесяти галактик и представляет собой довольно скромное галактическое скопление. Оно имеет форму гантели, растянувшейся на десять миллионов световых лет. Своей формой скопление обязано двум самым крупным образованиям – Млечному Пути и туманности Андромеды, известной также под именем Мессье-31. Каждая из этих крупных галактик окружена собственной системой карликовых галактик-спутников. Кроме того, в Местную группу входит и третья галактика, обладающая спиральной структурой, – галактика Треугольника, или Мессье-33.

Эволюция Местной группы, похоже, была весьма бурной, как и у других крупных скоплений, – если верить компьютерным моделям, с помощью которых ученые пытаются восстановить прошлое на основе наблюдений Мессье-31. Через пять миллиарда лет после Большого взрыва Местная группа включала, помимо будущего Млечного Пути, две довольно крупные галактики, одна из которых была в три раза массивнее другой. Они подошли друг к другу настолько близко, что попали в сети взаимного гравитационного притяжения. Через четыре миллиарда лет па-де-де галактик закончилось столкновением, хотя этот термин не совсем подходит к тому, что произошло.

В обеих галактиках расстояния между звездами настолько велики, что прямые удары практически исключены. Правильнее было бы говорить о взаимопроникновении, или даже о слиянии. Модели показывают, что к окончанию процесса слияния две галактики превратились в одну. В наши дни она носит имя Мессье-31, или туманность Андромеды.

Через восемь миллиарда лет после Большого взрыва в этом слиянии наступил решающий момент. Под влиянием сил гравитационного притяжения, так называемых приливных – этот термин используется по аналогии с океанскими приливами, возникающими в результате действия тех же сил, – образовался длинный шлейф из звезд. Одни звезды оказались в сфере влияния новой большой галактики, получившейся в результате слияния. Другие, наоборот, ускользнули из ее объятий и сформировали две неправильной формы галактики, которые понеслись с такой скоростью, что через некоторое время они вновь оказались неподалеку от Млечного Пути. Астрофизики полагают, что эти карликовые галактики, известные сегодня под именем Магеллановы Облака, стали спутниками нашей галактики.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Большой взрыв (Начало расширения)

Образование диска Млечного Пути (8,8 миллиарда лет назад)

Мессье-32 вливается в Андромеду (800 миллионов лет назад)

4,8 миллиарда лет назад

Расширение Вселенной ускоряется

Ускорение Вселенной, которое заметно замедлилось к окончанию фазы инфляции, вновь растет под усиливающимся влиянием темной энергии.

Видимый блеск звезды обратно пропорционален квадрату расстояния до нее. Абсолютная светимость некоторых типов небесных тел хорошо известна – это количество энергии, которую они выделяют в виде света. Применение простого правила трех точек позволяет оценить расстояние до небесных тел с известной светимостью – астрономы назвали их «стандартными свечами». Астрофизики располагают целым набором таких небесных тел. Во главе списка – переменные пульсирующие звезды-цефеиды, ставшие объектом исследований еще в начале ХХ века. Их изучала американка Генриетта Ливитт на примере Малого Магелланова Облака. Однако для изучения объектов, расположенных в глубоком космосе, астрофизикам приходится вычислять красное смещение дальних звезд, которое позволяет оценить расстояние до них на основе современной модели Вселенной.

Определение красного смещения стандартных свечей может служить одним из способов ограничения разнообразия различных моделей Вселенной. Для того чтобы быть видимой на очень большом