Про галактики и вселенную


Галактика — это совокупность всех звёзд, звёздной пыли, газов, космических лучей, тёмной материи.

Галактики находятся во Вселенной.

Наша галактика — Млечный путь. Мы называем её нашей, потому что планета Земля находится именно там.

Галактики, в свою очередь, состоят из систем. В галактике Млечный путь размещена Солнечная система.

Солнечная система состоит из 8 планет (Земля — одна из них), которые вращаются вокруг Солнца. Помимо планет и Солнца, она включает в себя ещё и спутники и различные малые тела (кометы, космическую пыль, метеорные тела).

Во Вселенной много миллиардов галактик. Посмотрев на небо, мы можем увидеть только четыре из них: Млечный путь, Туманность Андромеды, Большое Магелланово облако и Малое Магелланово облако.

Млечный путь называют также просто Галактикой. Для отличия от других галактик во Вселенной, когда речь идёт о Млечном пути, мы употребляем слово с заглавной буквы — Галактика.

Виды галактик

Американский астроном Эдвин Хаббл изучал Вселенную. Именно он предложил разделить галактики по видам в зависимости от их формы.

  • эллиптические,
  • спиральные (обычные и пересечённые),
  • неправильные,
  • линзообразные.

Галактика Млечный путь

Млечный путь — спиральная галактика.

В этой галактике находится Солнце, наша планета Земля и другие планеты. Они вращаются вокруг Солнца и образуют Солнечную систему.

Помимо Солнечной системы, в галактике есть более 200 миллионов звёзд, межзвёздных пыли и газа.

Размеры и строение галактики

Строение Млечного пути сравнивают с диском.

Галактика состоит из гало сферической формы (а это тёмная материя, звёзды и газ вместе). В центре находится чёрная дыра. Она растянулась на 100 000 световых лет (диаметр).

Как увидеть?

Млечный путь можно увидеть невооружённым глазом. Лучше всего его видно ночью, когда на небе нет облаков.

Особенно повезло жителям Южной части Земного шара. Галактику можно рассмотреть, находясь в Бразилии, Парагвае, на севере Аргентины, в ЮАР, Намибии, на юге Мадагаскара, а также в Центральной и Южной Австралии.

Кто открыл Млечный путь?

Млечный путь наблюдали и использовали для навигации ещё древние греки и римляне.

Первым учёным, который представил доказательства строения нашей галактики, был итальянский астроном Галилео Галилей. В 1610 году с помощью телескопа он доказал, что Млечный путь состоит из множества звёзд.


А Эдвин Хаббл намного позже (в начале 20 века) открыл, что Млечный путь — это целая галактика.

Почему так называется?

По легенде смертная женщина Алкмена родила сына от Зевса, которого назвали Гераклом.

Богиню и жену Зевса Геру обуяла ревность, и она невзлюбила ребёнка.

С помощью хитрости богиня Афина (а по другой версии Гермес) заставили Геру накормить Геркулеса своим молоком.

Но Гера, узнав, что это за ребёнок, оттолкнула его. Пролитое молоко богини и образовало Млечный путь.

Узнайте больше про нашу Солнечную систему.

Чем галактика отличается от Вселенной?

Вселенная состоит из галактик.

Тех, которые мы можем увидеть своими глазами, — четыре: Млечный путь, Туманность Андромеды, Большое Магелланово облако и Малое Магелланово облако.

Но учёные насчитывают около 100 миллионов галактик. Но так как нам видна не вся Вселенная, то их может быть гораздо больше.

К тому же галактики не считали вручную. Эта цифра примерная.

Учёные определили количество галактик в одной части Вселенной. А потом вывели их среднее число во всей Вселенной.

Читайте подробнее про Космологию.

Источник: www.uznaychtotakoe.ru

1. Галактика Сомбреро (M104)


Про галактики и вселенную
Галактика Сомбреро считается одной из самых красивых галактик во вселенной. Астрономы также называют его NGC 4594 или Мессье 104. Она состоит из яркого центрального ядра с большой центральной выпуклостью. В галактике есть темная полоса пыли в виде наклонного диска. И центральная выпуклость, и пылевая дорожка сочетаются вместе, придавая галактике форму сомбреро. Величина Галактики Сомбреро составляет +9,0. Благодаря этому ее можно легко увидеть с помощью любительского телескопа.

2. Галактика Чёрный Глаз (M64)

Про галактики и вселенную
Галактика черного глаза также известна среди астрономов как «галактика Спящей красавицы». Она находится почти в 17 миллионах световых лет от нашей Земли. Он состоит из большого количества звезд, образующих газообразный водород. Из-за чего в центре галактики появляется красный цвет. Удивительно, но внутренняя часть Галактики черного глаза вращается в одном направлении. В то время как звезды и пыль, расположенные на расстоянии 40 000 световых лет, вращаются в другом направлении.

3. Галактика Водоворот (M51)


Про галактики и вселенную
Галактика Водоворот — одна из самых известных галактик в небе. Она также известна как Мессье 51 или NGC 5194. Это одна из самых удивительных галактик во вселенной со спиральной формой. Она расположена на расстоянии около 23 миллионов световых лет в созвездии Гончие Псы. Её можно легко рассмотреть в бинокль. Поэтому профессиональные астрономы изучают структуры галактик и взаимодействия через эту галактику.

4. Галактика 2MASX J00482185-2507365 Таинственное пара

Про галактики и вселенную
Галактика Таинственное пара состоит из пары перекрывающихся спиральных галактик. Она расположен на расстоянии около 800 миллионов световых лет от галактики Млечный путь. Распространение галактической пыли за пределами видимых рукавов спиральной галактики. Благодаря которому она освещается.

Пыльные рукава галактики в 6 раз больше радиусов звездных рукавов Галактики. Именно поэтому она хорошо видна на снимках космического телескопа Хаббла (HST) на фоне центрального. Ее также можно увидеть в центральных областях фоновой галактики.

5. Спиральная галактика NGC 1512 (двойная кольцевая структура)


Про галактики и вселенную
Галактика NGC 1512 расположена в 30 миллионах световых лет от планеты Земля в созвездии Часы. По словам астрономов, это около 70 000 световых лет в поперечнике. Это означает, что она примерно такой же большой, как наша Галактика Млечный Путь. Поэтому ее можно четко увидеть с помощью любительских телескопов. Она имеет красивую структуру с двойным кольцом. Одно из колец вокруг ядра галактики. Пока другое кольцо находится на основном диске.

6. Галактика Объект Хога (кольцеобразная галактика)

Про галактики и вселенную
Кольцевая галактика была открыта Артуром Хогом в 1950 году. Итак, она также известна как Объект Хога. Обычно ее идентифицируют как планетарную туманность или своеобразную галактику. На внешнем кольце галактики есть ярко-синие звезды. В то время как в центре галактики лежит шар из гораздо более красноватых звезд, который, вероятно, намного старше голубых звезд. Между внешним кольцом и центром галактики есть темный зазор.

7. Галактика Боде (Мессье 81)

Про галактики и вселенную
Мессье 81 — одна из самых больших и красивых галактик во Вселенной. Она имеет спиральную форму. Она расположена примерно в 8,5 ± 1,3 миллионах световых лет от нашей Земли в созвездии Большая Медведица. В центре галактики есть яркое ядро. Она также обладает большими спиральными рукавами и широкими полосами космической пыли, которые усиливают ее красоту и очарование.

8. Галактика SN 1987A (сверхновая звезда)


Про галактики и вселенную
Галактика SN 1987A присутствует на окраине туманности Тарантул в Большом Магеллановом Облаке. Свет от этой галактики впервые попал на Землю в феврале 1987 года. Позже, его яркость достигла максимума в мае 1987 года с видимой величиной около 3.

Ее можно легко увидеть невооруженным глазом из Южного полушария.

9. Большая Спиральная Галактика (NGC 6872)

Про галактики и вселенную
Большая Спиральная Галактика — это еще одна прекрасная галактика во вселенной с четко определенными спиральными руками. Спиральные рукава простираются вокруг галактики во многих радиусах. Более того, она очарована миллионами звезд и темной пылью.

И звезды, и темная пыль связаны силой гравитации, вращающейся вокруг центра галактики. Приблизительно 10% всех известных в настоящее время спиральных галактик были классифицированы как спирали великого типа к 2002 году.

10. Галактика NGC 3370


Про галактики и вселенную
Галактика NGC 3370 также считается одной из самых красивых и пыльных галактик во вселенной. Она расположена на расстоянии около 100 миллионов световых лет в созвездии Лев. Космический телескоп Хаббл захватил прекрасный вид этой галактики, используя передовые камеры для съемок. На снимках также были идентифицированы отдельные переменные звезды Цефеида в галактике. Астрономы определяют внегалактические расстояния между галактиками через переменные звезды Цефеида.

Источник: new-science.ru

Наша Вселенная может существовать внутри черной дыры. Это может звучать странно, но на самом деле это может быть лучшим объяснением того, как началась Вселенная, и что мы наблюдаем сегодня. Эта теория разрабатывалась последние несколько десятилетий небольшой группой физиков.

Несмотря на общий успех концепции, существуют известные нерешенные вопросы со стандартной Теорией Большого Взрыва, которая предполагает, что Вселенная начиналась как бесконечно малая точка, содержащая бесконечно высокую концентрацию вещества, увеличившуюся в размере до того, что мы наблюдаем сегодня. Теория инфляции, сверхбыстрого расширения пространства, предложенного в последние десятилетия, заполняет многие важные детали, например, почему небольшие сгустки в концентрации вещества в ранней Вселенной объединяются в большие небесные тела, такие как галактики и скопления галактик.


Но эти теории оставляют нерешенными основные вопросы. Например: с чего начался большой взрыв? Что вызвало окончание инфляции? Каков источник таинственной темной энергии, которая, очевидно, заставляет вселенную ускорять свое расширение?

Идея о том, что наша Вселенная полностью заключена в черную дыру, дает ответы на эти и многие другие вопросы. Это устраняет понятие физически невозможных особенностей в нашей вселенной. И она опирается на две основные теории в физике.

Первая — это общая теория относительности, современная теория гравитации. Она описывает Вселенную в самых больших масштабах. Любое событие во Вселенной происходит как точка в пространстве и времени или пространстве-времени. Массивный объект, такой как Солнце, искажает или «искривляет» пространство-время, как тяжелый шар для боулинга, продавливающий натянутую эластичную ткань. Гравитационное «углубление» от Солнца изменяет движение Земли и других планет, вращающихся вокруг нее. Солнечное притяжение планет ощущается нами как сила гравитации.


Вторая — квантовая механика, которая описывает Вселенную в самых маленьких масштабах, таких как уровень атома. Однако квантовая механика и общая теория относительности в настоящее время являются отдельными теориями; физики стремились объединить их в единую теорию «квантовой гравитации» для адекватного описания важных явлений, включая поведение субатомных частиц в черных дырах.

Адаптация общей теории относительности 1960-х годов, названная теорией гравитации Эйнштейна-Картана-Сиама-Киббла, учитывает эффекты квантовой механики. Это не только обеспечивает шаг к квантовой гравитации, но и приводит к альтернативной картине Вселенной. Это изменение общей теории относительности включает в себя важное квантовое свойство, известное как спин. Частицы, такие как атомы и электроны, обладают вращением или внутренним угловым моментом, аналогичным вращающемуся на льду фигуристу.

По этой аналогии спины в частицах взаимодействуют с пространством-временем и наделяют его свойством, называемым «скручиванием». Чтобы понять это скручивание, представьте пространство-время не как двумерное полотно, а как гибкий одномерный стержень. Сгибание стержня соответствует искривлению пространства-времени, а вращение стержня соответствует пространственно-временному кручению. Если стержень тонкий, его можно согнуть, но трудно понять, вращается он или нет.

Но кручение пространства-времени будет значительным, не говоря уже о заметном, в ранней Вселенной или в черных дырах. В этих экстремальных условиях торсионное пространство-время проявится как сила отталкивания, которая противодействует силе притяжения, возникающей в результате искривления пространства-времени. Как и в стандартной версии общей теории относительности, очень массивные звезды в конечном итоге коллапсируют в черные дыры: области пространства, из которых ничто не может вырваться, даже свет.


Вот как должно было происходить кручение в начальные мгновения нашей Вселенной. Первоначально гравитационное притяжение из искривленного пространства преодолевало отталкивающие силы кручения, служа для концентрации вещества в более мелких областях пространства. Но в конечном итоге скручивание станет очень сильным и не позволит материи сжаться в точку бесконечной плотности; материя достигла бы состояния чрезвычайно большой, но конечной плотности. Поскольку энергия может быть преобразована в массу, чрезвычайно высокая гравитационная энергия в этом чрезвычайно плотном состоянии вызовет интенсивное воспроизводство частиц, значительно увеличивая массу внутри черной дыры.

Увеличение числа частиц со спином приведет к более высоким уровням кручения пространства-времени. Отталкивающее скручивание остановило бы коллапс и создало бы «большой отскок», похожий на сжатый пляжный мяч, который вылетает наружу. Быстрая отдача после такого большого скачка могла быть тем, что привело к нашей расширяющейся Вселенной. Результат этой отдачи соответствует наблюдениям за формой, геометрией и распределением массы Вселенной.

В свою очередь, торсионный механизм предлагает удивительный сценарий: каждая черная дыра создаст новую детскую вселенную внутри. Если это правда, то первая материя в нашей Вселенной пришла откуда-то еще. Таким образом, наша собственная Вселенная может быть внутренней частью черной дыры, существующей в другой вселенной. Точно так же, как мы не можем видеть, что происходит внутри черных дыр в космосе, любые наблюдатели в родительской вселенной не могли видеть, что происходит в нашей.

Движение вещества через границу черной дыры, называемое «горизонтом событий», будет происходить только в одном направлении, обеспечивая направление времени, которое мы воспринимаем как движение вперед. Следовательно, направление стрелки времени в нашей Вселенной будет унаследовано через кручение от родительской вселенной.

Кручение также может объяснить наблюдаемый дисбаланс между веществом и антивеществом во вселенной. Из-за кручения материя распалась бы в знакомые электроны и кварки, и антиматерия распалась бы в «темную материю», таинственную невидимую форму материи, которая, кажется, составляет большинство материи во Вселенной.

Наконец, кручение может быть источником «темной энергии», таинственной формы энергии, которая пронизывает все пространство и увеличивает скорость расширения Вселенной. Геометрия с кручением естественным образом производит «космологическую постоянную», своего рода добавленную внешнюю силу, которая является самым простым способом объяснить темную энергию. Таким образом, наблюдаемое ускоряющееся расширение Вселенной может оказаться самым сильным доказательством кручения.

И так, кручение обеспечивает теоретическую основу для сценария, в котором внутренняя часть каждой черной дыры становится новой вселенной. Это также представляется в качестве средства решения ряда основных проблем современной теории гравитации и космологии.

Физикам все еще нужно объединить теорию Эйнштейна-Картана-Сиамы-Киббла в полной мере с квантовой механикой в квантовую теорию гравитации. Решая некоторые важные вопросы, это поднимает новые собственные. Например, что мы знаем о родительской вселенной и черной дыре, в которой находится наша собственная вселенная? Сколько слоев родительских вселенных у нас будет? Как мы можем проверить, что наша Вселенная живет в черной дыре?

Последний вопрос потенциально может быть исследован: поскольку все звезды и, следовательно, черные дыры вращаются, наша Вселенная унаследовала бы ось вращения родительской черной дыры как «предпочтительное направление». Недавно, правда, были получены данные исследований более 15 000 галактик о том, что в одном полушарии Вселенной больше спиральных «левосторонних» галактик или вращающихся по часовой стрелке, тогда как в другом полушарии больше «правосторонних» или вращающихся против часовой стрелки. Но в любом случае включение кручения в геометрию пространства-времени является правильным шагом к успешной теории космологии.

Перевод статьи Every Black Hole Contains a New Universe Никодема Поплавски (Nikodem Poplawski), которые является одним из авторов описанного исследования.

Источник: pikabu.ru

1. У первых звезд и галактик не было твердых планет

Как видно из рисунка, протопланетные диски, с которыми, как считается, образуют все звездные системы, со временем будут слиты в планеты. Однако, когда Вселенная состоит только из водорода и гелия, могут образовываться только газообразные планеты, а не каменистые. Изображение: NAOJ.

Всякий раз, когда формируются звезды из молекулярного облака газа, можно полностью ожидать, что газ будет фрагментироваться в целую кучу сгустков, которые растут с разной скоростью, в зависимости от того, насколько они велики, и что еще находится в их окрестностях. Большие газовые облака превратятся в звёзды и планеты самых разных размеров, но даже самые маленькие миры в первую очередь будут состоять исключительно из газа: водорода и гелия. Без предшествующих поколений звезд не появятся тяжелые элементы для образования твердых тел, таких как твердые планеты или их спутники. Небольшие шарообразные скопления газа могут образоваться, но когда появятся первые звезды, они просто будут сожжены в межзвездном пространстве ионизирующим излучением тех первых ядерных пожаров во Вселенной.

2. Самые ранние галактики крошечные по сравнению с теми, которые есть сейчас

Галактики, сопоставимые с современным Млечным Путем, многочисленны, но более молодые галактики, похожие на Млечный Путь, по своей природе меньше, более голубые и более насыщены газом, чем галактики, которые мы видим сегодня. Изображение: NASA and ESA.

Когда формируются первые нейтральные атомы во Вселенной, они так или иначе сгущаются в плотные или разреженные области определенного размера. Содержащие от нескольких сотен тысяч до нескольких миллионов солнечных масс, они образуют зародыши первых звездных скоплений. В течение, возможно, 50–200 миллионов лет гравитация заставляет эти первые газовые облака разрушаться и формировать первые звезды. Когда звездные скопления начинают под действием гравитации сливаться вместе, возникает быстрое звездообразование, и именно в этот момент, можно сказать, что сформировались первые галактики Вселенной. Даже несмотря на то, что они могли составлять лишь крошечную долю массы Млечного пути, возможно, только 0,001% от этой массы, на самом деле это были галактики, имеющие собственные звезды, звездные скопления, планеты, газ, пыль и даже ореолы темной материи.

3. Даже если телескоп «Хаббл» будет вечно смотреть вглубь Вселенной, он никогда не увидит самых первых галактик

Наибольшая глубина видимости телескопа «Хаббл» — самое глубокое представление о Вселенной на сегодняшний день, которое показывает галактики во времена существования Вселенной, когда ей было всего 3–4% от ее нынешнего возраста. Однако, это абсолютный предел того, как далеко может «видеть» «Хаббл»; большее время наблюдений выявит более слабые галактики, но не более отдаленные. Изображение: NASA and ESA.

Свет, излучаемый этими галактиками, должен быть похож на свет, излучаемый вновь звездообразующими галактиками. Когда образуется галактика, она сначала должна быть наполнена горячими, яркими, недолговечными синими звездами, которые доминируют в светимости среди всех остальных. Но в отличие от близлежащих, свет от этих самых ранних галактик совершает огромное космическое путешествие, которое продолжается более 13 миллиардов лет, чтобы достичь наших глаз. За это время Вселенная расширяется, в результате чего длина волны этого первоначально ультрафиолетового света краснеет, смещаясь через видимый диапазон света и ближнюю инфракрасную область к середине инфракрасной части спектра.

Даже если телескоп «Хаббл», который может просматривать Вселенную довольно далеко в ближнем инфракрасном свете, никогда не будет в состоянии обнаружить галактики в красных смещениях от 15 до 25, в которых они должны располагаться. Для этого нам нужен телескоп «Джеймс Уэбб».

4. Самые массивные звезды во Вселенной существовали только в эти самые ранние времена

Кластер RMC 136 (R136) в туманности Тарантула в Большом Магеллановом Облаке является домом для самых известных звезд. R136a1 — самая большая из них, в 250 раз больше массы Солнца. Изображение: Европейская южная обсерватория.

Сегодня, если мы посмотрим глубоко в звездное пространство, то можем увидеть самые яркие, самые блестящие и самые массивные звезды. Самая большая в нашей местной группе галактики Млечного Пути — туманность Тарантула (см. на фото выше) содержит много сотен тысяч солнечных масс, а также самую известную звезду: R136a1.

Она в 260 раз больше массы нашего Солнца, это самая массивная звезда, когда-либо обнаруженная. Но она, также как и наше Солнце, содержит вещества, находящиеся в верхней части периодической таблицы элементов, которые подавляют первоначальный рост массивных звезд.

У первых же звезд, поскольку они были сделаны из первозданного водорода и гелия, не было этого подавления и они могли расти до еще больших масс. Насколько они были велики? В 500 раз больше, чем Солнце? 1000 раз? 2000 раз? Если повезет, телескоп «Джеймс Вебб» даст нам ответ.

5. Первые сверхмассивные черные дыры должны были появиться внутри первых галактик почти с момента их рождения

Поглощение волны миллиметрового диапазона, излучаемой электронами вокруг мощных магнитных полей, генерируемых сверхмассивной черной дырой галактики, приводит к темному пятну в центре этой галактики. Тень показывает, что холодные облака молекулярного газа, падают в черную дыру.Такие сверхмассивные черные дыры, или, по крайней мере, их зародыши, должны быть найдены в самых первых галактиках Вселенной. Изображение: NASA / ESA & Hubble (синий), ALMA (красный).

Как это ни парадоксально, чем большую массу имеет звезда, тем короче ее продолжительность жизни. Самые массивные звезды живут всего лишь несколько миллионов лет до того, как либо становятся сверхновыми, либо сразу разрушаются; в конечном итоге они превращаются в массивные черные дыры.

Эти черные дыры быстро мигрируют к центру галактики, где они сливаются вместе и срастаются, становясь основой сверхмассивных черных дыр, которые мы видим сегодня.

Самые ранние галактики, даже когда они впервые становятся видимыми, могут содержать черные дыры в сотни тысяч или даже миллионы раз массивнее, чем наше Солнце, сравнимые с четырьмя миллионами солнечных масс, присутствующими в центре Млечного Пути. Эти объекты должны быть там, и «Джеймс Вебб» просто может показать нам, насколько они массивны на самом деле.

Крупномасштабная структура Вселенной изменяется со временем, так как крошечные несовершенства растут, образуя первые звезды и галактики, а затем сливаются вместе, чтобы сформировать крупные современные галактики, которые мы видим сегодня. Глядя на большие расстояния, нам открывается более молодая Вселенная. Изображение: Крис Блейк (Chris Blake) и Сэм Мурфилд (Sam Moorfield).

Заметим, что эти самые отдаленные, самые молодые и самые крошечные галактики не существуют очень долго.

В какой-то момент давным-давно каждая близлежащая галактика, которую мы видим сегодня, не очень отличалась от этих самых первых, которые мы обнаружим чем через год, когда телескоп «Джеймс Уэбб» будет запущен и развернут.

Первые галактики, которые сформировлись гравитационно, выросли больше, поскольку им уже 13,8 млрд лет, и они будут привлекать все больше и больше материи, и сами они, вероятно, будут гигантскими спиралями или эллиптическими элементами в своих собственных группах и кластерах, как и наша галактика — Млечный Путь.

Но в настоящее время у нас нет способа узнать, какое было прошлое в деталях у нашего родного Млечного Пути. В конце концов, великое преступление Вселенной состоит в том, что мы можем видеть её только сегодня, в один конкретный момент времени.

Схема истории Вселенной, выделяющая реионизацию, которая происходит только после образования первых звезд и галактик. До образования звезд или галактик Вселенная была наполнена блокирующими свет нейтральными атомами. В то время как большая часть Вселенной остается реионизированной до 550 миллионов лет спустя Большого взрыва, несколько удачливых регионов в основном реионизируются в более ранние времена. Изображение: с. г. Djorgovski at all Caltech Digital Media Center.

Источник: 5 Surprising Facts About The First Galaxies In The Universe
Перевод: Сергей Базанов

Источник: medium.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.