Ruang seperti span; filamen panjang dan bersinar beribu-ribu dan berjuta-juta galaksi bergantian dengan lompang - lubang hitam di mana terdapat sekumpulan bintang yang jauh lebih sedikit daripada rata-rata. Benar, tidak ada yang diizinkan untuk melihat Alam Semesta seperti ini: tidak kira di mana pemerhati berada, penyerakan bintang dan galaksi sepertinya merupakan permukaan dalam sfera, di tengah-tengah tempat penonton berdiri.
Ahli astronomi pada zaman kuno dan hingga awal abad ke-20 nampaknya mempunyai langit yang rata: mereka tahu bagaimana menentukan jarak hanya dengan objek astronomi terdekat - Matahari, Bulan, planet-planet sistem Suria dan satelit besar mereka; segala yang lain tidak dapat dicapai jauh - begitu jauh sehingga tidak ada gunanya membicarakan apa yang lebih dekat dan apa yang seterusnya. Hanya pada awal abad ke-20, ruang dalam mula memperoleh volume: cara baru untuk mengukur jarak ke bintang yang jauh muncul - dan kami belajar bahawa selain galaksi kita, terdapat juga kelompok bintang yang tak terhitung jumlahnya. Dan pada akhir abad, umat manusia mendapati bahawa galaksi asalnya berputar di salah satu jurang antara filamen "span" bintang - di tempat yang sangat kosong walaupun dengan piawaian kosmik.
Dari satah ke isi padu
Mata manusia dapat membezakan objek yang jauh dari yang dekat hanya jika objek-objek ini tidak terlalu jauh dari pemerhati. Pokok tumbuh berdekatan dan gunung di kaki langit; seseorang yang berdiri di barisan di hadapan orang yang melihat - dan seratus orang darinya. Teropong memungkinkan kita untuk memahami apa yang jauh dan apa yang dekat (dengan satu mata ini juga dapat dilakukan, tetapi dengan ketepatan yang kurang) dan kemampuan otak untuk menilai paralaks - perubahan dalam kedudukan jelas objek relatif terhadap latar belakang yang jauh.
Apabila kita melihat bintang, semua muslihat ini tidak berguna. Dengan teleskop yang kuat, anda dapat menganggar jarak ke bintang-bintang yang paling dekat dengan Matahari menggunakan paralaks, tetapi di sinilah kemampuan kita berakhir. Maksimum yang dapat dicapai dengan kaedah ini dicapai pada tahun 2007 oleh teleskop satelit Hipparcos, yang mengukur jarak hingga satu juta bintang di sekitar Matahari. Tetapi jika paralaks adalah satu-satunya senjata anda, maka apa-apa yang melebihi beberapa ratus ribu parsec tetap menjadi titik di permukaan dalam sfera. Sebaliknya, ia kekal - hingga dua puluhan abad yang lalu.
Simulasi Millenium mengira 10 bilion zarah dalam kubus dengan kelebihan sekitar 2 bilion tahun cahaya. Untuk pelancaran pertama pada tahun 2005, data awal dari misi WMAP, yang mengkaji sinaran peninggalan Big Bang, telah digunakan. Selepas tahun 2009, ketika Planck Space Observatory menjelaskan parameter CMB, simulasi dimulakan semula beberapa kali, setiap kali diperlukan sebulan untuk komputer super Max Planck Society dijalankan. Simulasi menunjukkan pembentukan galaksi dan penyebarannya - kemunculan kelompok galaksi dan rongga di antara mereka.
Di manakah ruang "span" adalah Bima Sakti?
Galaksi Bima Sakti terletak 700 ribu parsec dari galaksi besar terdekat - Andromeda - dan bersama dengan galaksi Triangulum dan galaksi satelit lima puluh kerdil, ia merupakan Kumpulan Galaksi Tempatan. Kumpulan Tempatan, bersama dengan belasan kumpulan lain, adalah sebahagian dari Daun Tempatan - filamen galaksi, sebahagian daripada Supercluster Tempatan Galaksi (supercluster), atau dikenali sebagai Virgo Supercluster; selain dari kita, terdapat kira-kira seribu galaksi besar di dalamnya. Virgo, pada gilirannya, adalah sebahagian daripada supercluster Laniakei, yang sudah mengandung sekitar 100 ribu galaksi. Jiran terdekat Laniakea adalah supercluster Hair of Veronica, supercluster Perseus-Pisces, supercluster Hercules, gugus Leo, dan lain-lain. Bahagian kekosongan kosmik yang paling dekat dengan kita, Pintu Masuk Tempatan, berada di seberang Bima Sakti, yang tidak menghadap Daun Tempatan. Dari Matahari ke pusat Local Void, kira-kira 23 Mpc, dan diameternya sekitar 60 Mpc, atau 195 juta tahun cahaya. Dan ini adalah penurunan laut berbanding dengan Kekosongan Besar yang mungkin mengelilingi kita.
Pada tahun 2013, sekumpulan ahli astronomi membuat kesimpulan bahawa Bima Sakti, dan dengannya galaksi terdekat - sebahagian besar Laniakea - terletak di tengah-tengah ruang kosong yang benar-benar panjang kira-kira 1.5 bilion tahun cahaya. Para saintis telah membandingkan jumlah radiasi yang sampai ke Bumi dari galaksi berdekatan dan dari pelosok alam semesta yang jauh. Gambar itu kelihatan seolah-olah manusia hidup di pinggiran kota metropolis: cahaya di sebuah bandar besar menerangi langit malam lebih daripada cahaya tingkap di rumah-rumah berdekatan. Kawasan kosong yang besar disebut kekosongan KVS - setelah huruf pertama (Latin) nama penulis kajian, Ryan Keenan, Amy Barger dan Lennox Cowie.
Void PIC masih menjadi tajuk perbahasan dalam komuniti ahli astronomi. Keberadaannya akan menyelesaikan beberapa masalah asas. Ingat bahawa kekosongan bukan kekosongan, tetapi kawasan di mana ketumpatan galaksi adalah 15-50% lebih rendah daripada purata di Alam Semesta. Sekiranya kekosongan KBC memang wujud, maka ketumpatan rendah ini akan menjelaskan perbezaan antara nilai pemalar Hubble (mencirikan kadar pengembangan Alam Semesta) yang diperoleh dengan bantuan Cepheids dan melalui radiasi latar gelombang mikro kosmik. Perbezaan ini adalah salah satu masalah astrofizik moden yang paling sukar, kerana secara teori pemalar Hubble, seperti pemalar lain, tidak boleh berubah bergantung pada kaedah pengukuran. Sekiranya Bima Sakti berada dalam kekosongan raksasa, maka sinaran peninggalan yang dalam perjalanan ke Bumi memenuhi jirim yang jauh lebih sedikit daripada rata-rata di angkasa; membetulkan untuk ini,anda dapat menggabungkan data eksperimen dan mengukur kadar pengembangan alam semesta dengan tepat.
Teori asal-usul supercluster galaksi dan lompang
Sejurus selepas penemuan galaksi dan rongga superclusters, para saintis bertanya-tanya tentang asal usulnya - dan sejak awal menjadi jelas bahawa seseorang tidak dapat melakukan tanpa jisim Alam Semesta yang tidak dapat dilihat. Struktur spongy tidak boleh menjadi produk dari perkara baryonic yang normal, yang terdiri daripada objek dan diri kita yang biasa; menurut semua perhitungan, pergerakannya tidak dapat menyebabkan struktur makro yang diamati hari ini selama masa yang berlalu sejak Big Bang. Supercluster dan rongga galaksi hanya dapat dihasilkan oleh pengagihan semula bahan gelap, yang bermula lebih awal daripada galaksi pertama yang terbentuk.
Namun, ketika teori pertama muncul untuk menjelaskan adanya benang dan lompang, Big Bang belum dibincangkan. Ahli astrofizik Soviet Yakov Zeldovich, yang bersama-sama dengan Jaan Einasto mula mempelajari struktur makro, membuat perhitungan pertamanya dalam kerangka konsep jirim gelap sebagai neutrino, yang dikenali sebagai teori jirim gelap. Gangguan materi gelap yang terjadi pada tahap awal keberadaan Alam Semesta, menurut Zeldovich, menyebabkan kemunculan struktur selular ("pancake"), yang kemudian menarik bahan baryonic secara gravitasi dan, dalam sedikit lebih dari tiga belas miliar tahun, membentuk struktur supercluster galaksi, filamen dan dinding serta kekosongan di antara mereka.
Pada pertengahan 1980-an, teori jirim gelap gelap telah ditinggalkan memihak kepada teori jirim gelap. Antara lain, ia dibezakan dari teori neutrino dengan skala di mana timbulnya ketidaksamaan primer - lebih kecil dan oleh itu, nampaknya, tidak menjelaskan kewujudan "span" kosmik dengan unsur-unsurnya beratus-ratus ribu parsek panjang. Walau bagaimanapun, dalam dua dekad berikutnya, ahli astrofizik berjaya menggabungkan model "pancake" dengan matematik di sebalik perkara gelap "sejuk".
Simulasi komputer moden menunjukkan dengan sempurna bagaimana turun naiknya taburan bahan gelap di alam semesta muda menimbulkan filamen galak dan kekosongan. Simulasi yang paling terkenal ini, dilakukan dalam rangka projek The Millennium Simulation pada tahun 2005 di komputer super di Leibniz, menunjukkan pembentukan struktur yang setanding dengan ukuran Laniakei supercluster - yang mana galaksi kita berputar.
Anastasia Shartogasheva
