какое расстояние между галактиками во вселенной
Галактики
Галактика — это скопление миллиардов звезд, пыли и газа, которое удерживается силой гравитации. Галактика может располагаться как сама по себе, так и в группах.
В каждой галактике находится от нескольких сотен тысяч до десятков триллионов звёзд, также они наполнены межзвёздной пылью и газами. Все звёзды вращаются по своим орбитам вокруг единого галактического центра, который представляет собой огромнейшее звёздное скопление. Обычно расстояние между центрами соседних галактик составляет миллионы световых лет.
Сколько галактик во Вселенной?
Ещё 25—30 лет назад учёные могли разглядеть лишь несколько десятков галактик. Однако после запуска телескопа «Хаббл» в 1990 году и ввода в строй на Земле нескольких 10-метровых сверхмощных телескопов число увиденных галактик возросло в тысячи раз. Современные учёные-астрономы говорят, что только в наблюдаемой части Вселенной насчитывается около 100 миллиардов галактик.
Галактические группировки
Галактики, как и небесные тела, двигаются вокруг более массивных космических объектов. Кроме того, они способны группироваться. Например, вокруг нашей галактики Млечный Путь вращается 14 карликовых галактик, в основном неправильной формы. А в одну группу с Млечным Путём входят соседние галактики — Туманность Андромеды и Галактика Треугольника, также имеющие собственные спутники. Все они образуют Местную группу галактик, которая входит в состав Сверхскопления Девы.
Какая галактика самая большая?
Ученые не знают этого наверняка. Саdbie крупные галактики, о которых известно сегодня, это гигантские эллиптические (овальные) галактики, расположенные в середине скопления галактик. Одна из самых больших — Центральная галактика — находится в кластере Abell 2029.
Почему нашу галактику назвали «Млечный Путь»?
Если внимательно всмотреться ночью в ясное небо, то можно заметить размытую белую полосу. Древним грекам она напоминала небесную дорогу, на которую, согласно легенде, пролила молоко богиня Гера. Поэтому греки и назвали эту полосу молочной дорогой, или млечным путём. Самое интересное, что и термин «галактика» происходит от греческого слова «галаксиас», которое переводится как «молочный».
Млечный Путь огромен. Солнцу требуется приблизительно 250 миллионов лет, чтобы один раз обернуться вокруг центра Млечного Пути.
Местная группа галактик
Млечный Путь и три ближайшие к нему галактики являются частью большого скопления, известного как Местная группа галактик (потому что они находятся ближе всего к Земле). Ближайшие к нам в Местной группе — это Андромеда, Большое и Малое Магеллановы облака. Из примерно 30 членов Местной группы только эти три можно заметить невооруженным глазом.
Туманность Андромеды
Это самая крупная галактика Местной группы. Она имеет 18 спутников. В Туманности Андромеды вращается не менее 1 триллиона звёзд. Эта галактика находится на расстоянии 2 миллионов 500 тысяч световых лет от Земли, и мы можем её увидеть даже невооружённым глазом. Она имеет форму спирали, а её основу составляют в основном молодые и яркие звёзды. В древности люди не могли целиком рассмотреть эту галактику — они видели лишь созвездие Андромеды.
Галактика Андромеды известна также под названием объект Мессье 31 или М31. Эта галактика значительно крупнее Млечного Пути. И все же это не самая большая из известных галактик.
Какие бывают галактики?
Галактики бывают различных форм и размеров. Ученые подразделяют их на три категории в зависимости от формы: спиральные, эллиптические (овальные) и неправильные (бесформенные).
Эллиптические галактики
Названы так потому, что имеют форму эллипса — неправильного круга, о котором мы узнали ранее. Эллиптические галактики в целом округлые, но в одном направлении несколько длиннее, чем в другом. Большинство галактик во Вселенной имеют эллиптическую форму.
Спиральные галактики
Плоские, округлые скопления звезд, с отходящими от плотного центра по спирали «хвостами», или рукавами. Это второй по распространенности тип галактик.
Неправильные галактики
Не имеют четкой формы. Астрономы считают, что неправильные галактики появляются в результате столкновения двух галактик, или при изменении формы галактики за счет силы притяжения другой, находящейся поблизости.
«Темные» галактики
Во Вселенной есть огромное количество галактик, в которых очень мало или вовсе нет звезд. Они состоят из так называемой темной материи и именуются темными галактиками.
Возможно, на самом деле таких галактик гораздо больше, чем обычных — с сияющими звездами и светящимся газом. К тому же яркие галактики тоже содержат большие количества темной материи, масса которой часто в 10 раз превышает массу всех звезд галактики.
Что находится между галактиками?
Все, что астрономы знают о Вселенной известно благодаря наблюдениям. Вглядываясь в глубины космоса, космический телескоп Hubble отправляет на нашу планету снимки далеких звезд, планет и галактик. По оценкам ученых только в наблюдаемой Вселенной находятся около двух триллионов галактик. Это трудно представить, однако благодаря фотографиям мы имеем о них и их расположении некоторое представление. Астроном Эдвин Хаббл еще в 1925 году определил несколько видов галактик: эллиптическая, неправильная, обычная спиральная, пересеченная спиральная и линзообразная. Выходит, ученые знают какие бывают галактики и что происходит внутри них, но знают ли они что находится между галактиками?
15 тысяч галактик в объективе телескопа Hubble
Что такое галактика?
Для начала на примере Млечного Пути давайте разберемся что представляют из себя галактики. Итак, галактика — это огромная гравитационно связанная система. В ней содержится порядка 200 миллиардов звезд, а также туманности, темная материя, планеты, облака пыли и газа, а также звездные скопления. Все объекты, находящиеся в галактике, участвуют в движении относительно общего центра масс. В самом сердце галактики находится сверхмассивная черная дыра, которая, кстати, по сообщениям ученых в последнее время ведет себя довольно странно.
Так выглядит центр Млечного Пути
В зависимости от вида, согласно классификации Эдвина Хаббла, каждая галактика имеет свои особенности. Так, Млечный Путь по своей форме в профиль отдаленно похож на “летающую тарелку”. А не так давно ученые выяснили, что наша галактика совсем не плоская, как считалось раньше — оказалось, что Млечный Путь больше напоминает гармошку, так как галактика как будто смята ближе к краям.
Расстояние между галактиками чрезвычайно велико. Так, ближайшая к нам галактика Андромеда располагается на расстоянии 2,5 миллионов световых лет от Земли. Такое расстояние сложно себе представить. Но что находится между галактиками?
Кстати, обсудить столкнется ли наша галактика с галактикой Андромеды можно в нашем Telegram чате
Еще одна загадка Вселенной
Вскоре после Большого взрыва Вселенная была заполнена газом, в основном водородом. Со временем, то тут то там, гравитация стала стягивать газ к облакам, которые впоследствии превратились в галактики внутри которых родились звезды. Знаете по какой причине сияют звезды? Все дело в термоядерном горении водорода — те звезды, что превращаются в сверхновые и погибают после взрыва “выталкивают” газ обратно из галактик.
Там, в таинственном межгалактическом пространстве, газ охлаждается и становится плотнее. Там он и находится, пока сила гравитации не втягивает его обратно в галактику, где образуются новые звезды. Процесс повторяется: гравитация конденсирует газ в галактики и звезды, звезды взрываются и выбрасывают газ, гравитация снова притягивает газ и рождаются новые звезды.
Телескоп Hubble сделал снимок взрыва сверхновой
Со временем в любой галактике начинает заканчиваться перерабатываемый газ. А без газа во Вселенной не могут образовываться новые звезды; старые звезды живут своей жизнью и умирают, и в конечном итоге галактика тоже умирает. Галактики обитают в так называемой газовой ванне, среде, из которой они родились, и которая питает их. Галактики вдыхают и выдыхают газ, а звезды продолжают гореть, пока газ не исчезнет. Красиво звучит, правда?
Еще больше удивительных фактах о Вселенной читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен
Из чего состоит Вселенная?
Раньше проблема с проверкой этой теории заключалась в том, что приборы астрономов были едва способны обнаружить признаки межгалактического газа, не говоря уже о его появлении и исчезновении. Однако сегодня, благодаря более чувствительным инструментам, ученые знают намного больше. Полученные данные говорят о том, что межгалактическая среда богата газом, который наполняет Вселенную и порождает галактики. Чуть менее убедительные, а иногда и загадочные свидетельства в около галактической среде показывают, что галактики живут за счет рециркуляции газа в звезды и из звезд.
А вот доказательства того, что у галактик может закончиться газ, и звезды перестанут рождаться, что приведет к гибели галактики пока только предварительные. Дело в том, что даже в молодой Вселенной газ не однороден. Межгалактическая среда также не является чистым водородом: она частично заполнена элементами, более тяжелыми, чем водород, которые появляются, когда звезды взрываются и умирают.
И все же, несмотря на множество вопросов, ученые сходятся во мнении, что эта древняя, охлаждающая, разреженная межгалактическая среда является хорошо понятой сущностью, которая содержит убедительную картину того, когда и из чего возникли галактики.
Однако, несмотря на появление новых инструментов и совместной работы ученых, на сегодняшний день общей картины рождения, жизни и смерти галактик нет. Чтобы лучше понять это, ученые прибегают к помощи компьютерной симуляции — так, недавно астрономы создали 8 миллионов галактик внутри компьютера. Вне зависимости от того, реальны симуляции или нет, именно с их помощью ученые смогут получить ответы на вопросы о природе межгалактического газа. Дело в том, что симуляции — наиболее ясная визуализация того, как газ мог создать галактики.
Ученые полагают что сегодня, 13,8 миллиардов лет спустя после Большого взрыва, только 60% газа сосредоточено в межгалактической среде; остальное находится в около галактической среде и внутри галактик. Получается, что на просторах Вселенной галактики нанизаны на пустоты, похожие на освещенные автомагистрали. Красиво! Несмотря на то, что многое пока остается загадкой.
Все за сегодня
Политика
Экономика
Наука
Война и ВПК
Общество
ИноБлоги
Подкасты
Мультимедиа
Наука
Space (США): что происходит в межгалактическом пространстве?
Огромные пространства между галактиками простираются на миллионы световых лет и могут казаться пустыми. Однако на самом деле они содержат больше материи, чем сами галактики.
«Если вы возьмите один кубический метр, то в нем будет менее одного атома, — сказал в беседе с корреспондентом веб-сайта „Лайв сайенс» (Live Science) Майкл Шалл (Michael Shull), астроном из Колорадского университета в Боулдере. — Но если добавить к этому все пространство, то тогда там уже будет от 50% до 80% от общего количества обычной материи».
Но откуда взялась вся эта материя? И что с ней может произойти?
Как правило, материя между галактиками, — часто ее называют межгалактической средой или сокращенно МГС (IGM), — представляет собой горячий и ионизированный водород (водород, утративший свои электроны) с некоторым количеством таких более тяжелых элементов, как углерод, кислород и кремний. Хотя все эти элементы, как правило, светятся не так ярко и остаются невидимыми, ученые знают о том, что они там находятся по результатам анализа того следа, который они оставляют в лучах проходящего света.
Контекст
Живое существо размером с галактику?
Air&Space: как взвесить галактику
Поскольку наиболее удаленные регионы межгалактической среды будут вечно изолированы от соседних галактик в процессе расширения вселенной, то более «пригородные» регионы играют важную роль в галактической жизни. Под воздействием галактического гравитационного притяжения межгалактическая среда медленно втягивается в галактику со скоростью одной солнечной массы (равняется массе одного солнца) в год, и это примерно соответствует скорости формирования звезд на диске Млечного Пути.
«Межгалактическая среда — это газ, который питает звездные формации в галактиках, — сказал Шалл. — Если газ, притягиваемый гравитацией, еще не полностью истек, то звездные формации будут медленно останавливаться до тех пор, пока этот газ (в галактике) не закончится».
Для изучения межгалактической среды астрономы также начали обращать внимание на частые всплески радиоизлучения, приходящие из удаленных галактик. Используя обе эти техники, а также результаты изучение квазаров, астрономы продолжают анализировать характеристики межгалактической среды для определения ее меняющейся температуры и плотности.
«С помощью измерения температуры газа мы можем получить ключ к разгадке его происхождения, — сказал Шалл. — Таким образом нам становится понятно, как он нагревался и как он туда попал».
Хотя газ широко распространен между галактиками, там есть и другие элементы, и астрономы обнаружили там звезды. Иногда их называют межгалактическими или дикими (rogue) звездами, и, судя по всему, они были оторваны от своих родных галактик черными дырами, или оторвались в результате столкновения с другими галактиками.
В действительности плавающие в пустотах звезды могут быть достаточно распространенным явлением. В 2012 году в исследовании, опубликованном в журнале «Астрофизикал джорнэл» (Astrophysical Journal), были перечислены более 650 таких звезд на краю Млечного Пути, а, по некоторым оценкам, там могут быть триллионы подобных звезд.
«Наши результаты, полученные в рамках Эксперимента с космическим инфракрасным фоном (Cosmic Infrared Background Experiment), показывают, что почти половина звездного света в качестве источника имеют звезды, расположенные за пределами галактик, — отметил в беседе с корреспондентом веб-сайта „Лайв сайенс» Майкл Земков (Michael Zemcov) из Рочестерского технологического института (Rochester Institute of Technology), который в 2014 году опубликовал результаты своих исследований в журнале „Сайенс» (Science). — Однако остается открытым вопрос о том, сколько там всего межгалактических звезд».
Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.
Размеры и Расстояния Галактик
Млечный Путь — весьма характерный представитель своего типа галактик — столь огромен, что свету требуется более 100 тысяч лет, чтобы со скоростью 300 000 километров в секунду чтобы пересечь Галактику от края до края. Земля и Солнце находятся на расстоянии около 30 тысяч световых лет от центра Млечного Пути. Если бы мы попытались послать сообщение гипотетическому существу, проживающему вблизи центра нашей Галактики, то ответ получили бы не раньше, чем через 60 тысяч лет. Сообщение же, посланное со скоростью самолета (600 миль или 1000 километров в час) в момент рождения Вселенной, к настоящему времени прошло бы лишь половину пути до центра Галактики, а время ожидания ответа составило бы 70 миллиардов лет.
Некоторые галактики гораздо крупнее нашей. Диаметры самых больших из них — обширных галактик, излучающих огромное количество энергии в виде радиоволн, как, например, известный объект южного неба — Центавр А, в сто раз превосходят диаметр Млечного Пути. С другой стороны, во Вселенной много сравнительно небольших галактик. Размеры карликовых эллиптических галактик (типичный представитель находится в созвездии Дракона) составляют всего около 10 тысяч световых лет. Разумеется, даже эти неприметные объекты почти невообразимо огромны: хотя галактику в созвездии Дракона можно назвать карликовой, ее диаметр превосходит 160 000 000 000 000 000 километров.
Хотя космос населяют миллиарды галактик, им совсем не тесно: Вселенная достаточно огромна, чтобы галактики могли удобно в ней разместиться, и при этом еще остается много свободного пространства. Типичное расстояние между яркими галактиками составляет около 5-10 миллионов световых лет; оставшийся объем занимают карликовые галактики. Однако если принять во внимание их размеры, то оказывается, что галактики относительно гораздо ближе друг к другу, чем, например, звезды в окрестности Солнца. Диаметр звезды пренебрежимо мал по сравнению с расстоянием до ближайшей соседней звезды. Диаметр Солнца всего около 1,5 миллиона километров, в то время как расстояние до ближайшей к нам звезды в 50 миллионов раз больше.
Для того чтобы представить огромные расстояния между галактиками, мысленно уменьшим их размеры до роста среднего человека. Тогда в типичной области Вселенной «взрослые» (яркие) галактики будут находиться в среднем на расстоянии 100 метров друг от друга, а между ними расположится небольшое число детей. Вселенная напоминала бы обширное поле для игры в бейсбол с большим свободным пространством между игроками. Лишь в некоторых местах, где галактики собираются в тесные скопления. наша масштабная модель Вселенной похожа на городской тротуар, и уж нигде не было бы ничего общего с вечеринкой или вагоном метро в час пик. Если же до масштабов человеческого роста уменьшить звезды типичной галактики, то местность получилась бы чрезвычайно малонаселенная: ближайший сосед проживал бы на расстоянии 100 тысяч километров — около четверти расстояния от Земли до Луны.
Из этих примеров должно стать ясно, что галактики довольно редко разбросаны во Вселенной и состоят, в основном, из пустого пространства. Даже если учесть разреженный газ, заполняющий пространство между звездами, то все равно средняя плотность вещества оказывается чрезвычайно малой. Мир галактик огромен и почти пуст.
Галактики во Вселенной не похожи друг на друга. Некоторые из них ровные и круглые, другие имеют форму уплощенных разметавшихся спиралей, а у некоторых не наблюдается почти никакой структуры. Астрономы, следуя пионерской работе Эдвина Хаббла, опубликованной в 20-х годах, подразделяют галактики по их форме на три основных типа: эллиптические, спиральные и неправильные, обозначаемые соответственно Е, S и Irr.
Размеры Вселенной
Размеры Вселенной настолько огромны, что даже наша Солнечная система в ней не кажется хоть сколько-нибудь значимой. Просторы мироздания так велики, что говорят о них по большей части даже не в астрономическом смысле, а в философском. Потому что даже представить это пространство очень сложно.
С философской стороны весь окружающий нас материальный мир безграничен. Он представляется разными формами и состояниями материи, постоянно развивается и даже расширяется. С астрономической стороны во Вселенную включают все, что существует вокруг нас и нас самих: пространство, время, вещество, энергия. Это все звезды, планеты, системы, галактики, каждый объект, окружающий вас прямо сейчас. Истинный размер Вселенной сегодня узнать невозможно. Вряд ли человечеству вообще удастся сделать это когда-либо, даже с развитием технологий. Поэтому в этом вопросе нашлось место и религиозной стороне, которая принимает Вселенную за бесконечность, высшую силу, бога, все и ничего, начало и конец времени и пространства.
Размеры Вселенной
Масштабы Вселенной
Чтобы хотя бы приблизительно вообразить размеры мироздания, стоит оценить масштабы некоторых ее элементов. Для примера возьмем человека как самый маленький объект. Это, конечно же, неправда, но так нам будет проще представить. Для него кругосветное путешествие вокруг Земли – это огромное расстояние, которое даже на самолете преодолевается за часы, а пешком даже по прямой дороге его можно было бы пройти только за долгие годы. Однако в масштабах нашей Солнечной системы Земля – лишь крупица. В сравнении с Сатурном или Юпитером наша планета выглядит как теннисный мяч на фоне баскетбольного. А рядом с Солнцем она и вовсе просто семечка.
При этом в масштабах Вселенной вся Солнечная система – это даже не семечка и не песчинка, а какая-то крайне малая доля песчинки, которой и вовсе можно пренебречь как незначительной погрешностью. Размеры нашей системы – порядка 120 а.е. При этом одна астрономическая единица – это примерно 150 миллиардов километров. А диаметр всей нашей галактики и вовсе составляет один квинтиллион километров (единица и 18 нулей). И вот галактику уже можно сравнить с полноценной песчинкой на огромном пляже даже обозримой Вселенной, не говоря уже о том, какова ее протяженность может быть на самом деле.
Сравнение размеров небесных тел
Каждую ночь на небе мы можем наблюдать множество звезд и созвездий, которые находятся от нас на расстоянии многих миллионов световых лет. Некоторые из них так далеко, что конкретная звезда, возможно, уже даже погасла, а свет от нее идет к нам до сих пор. Просто напоминаю: скорость света считается самой высокой среди всех во Вселенной. И даже если самое быстрое явление идет к нам так долго, представьте, каково будет преодолевать такие расстояния всему остальному.
Каждое звездное скопление объединяется с другими группы. К примеру, Млечный путь входит в Местную группу, диаметр которой составляет порядка одного мегапарсека. Даже свет пройдет такое расстояние более чем за три миллиона лет.
Но даже группы – это еще не самые большие части мироздания. Подробнее обо всех известных объединениях можете прочитать в нашей статье о строении Вселенной. Например, так называемые сверхскопления (суперкластеры) могут насчитывать в себе несколько сотен галактических групп, и даже они входят в состав еще больших формирований.
Наша галактика является частью сверхскопления Ланиакея, в котором находится центр тяжести, притягивающий все галактики суперкластера к себе. Его также называют центром обозримой Вселенной. Размеры даже этого сверхскопления порядка полумиллиарда световых лет, а оно во Вселенной, естественно, не одно. Пожалуй, суперкластеры считаются самыми большими объектами, потому что мы просто не можем ни увидеть, ни представить еще более громадные части пространства.
Галактика Млечный путь
Размеры обозримой Вселенной
Обозримая Вселенная или Метагалактика – это все космическое пространство, каждая галактика и планета, которую мы можем увидеть. Мы не можем видеть дальше, чем на 13,8 млрд световых лет, потому что всему нашему мирозданию и есть столько лет. Свет от его более далеких областей до нас еще попросту не дошел. Поэтому нельзя точно сказать, что находится за пределами Вселенной, по крайней мере видимой. Согласно теории расширения пространства, все космические объекты удаляются друг от друга на сверхсветовой скорости. Но даже при этом мы все еще наблюдаем свет от некоторых из них, даже если на самом деле они уже могли значительно удалиться от нашей галактики.
Границей Метагалактики принято считать космологический горизонт. Это не значит, что за ним лишь пустота. Скорее всего, там находятся такие же звезды и планеты, но увидеть их мы не можем. Понять истинные размеры обозримой Вселенной сложно еще и потому, что объекты отдаляются друг от друга.
Размеры обозримой Вселенной
Если взять Солнечную систему в качестве центра видимой Вселенной, то в диаметре все это пространство будет составлять примерно 93 миллиарда световых лет. Так как Метагалактика в основном однородна, многие предположения говорят о том, что за ее пределами находится все то же самое. А значит ее граница не является концом всего, и, возможно, все это тоже лишь песчинка в масштабах чего-то невообразимого большего.
Размеры космоса
Ошибочно приравнивать понятия «космос» и «Вселенная», потому что это не одно и то же. Космосом называют пустые части пространства, не заполненные оболочками небесных тел и всем прочим. Однако он все же не пустой, а состоит из межзвездного вещества и электромагнитного излучения. Также нельзя забывать и о наличии темной материи, которая, согласно теории, составляет большую часть космического пространства.
Сам космос тоже делится на несколько частей. Для удобства в качестве точки отсчета в этой классификации принимается Земля.
Наша планета действительно большая для нас, животных и других живых организмов. Но, как становится понятно из всего выше сказанного, в пределах огромной Вселенной все это не имеет никакого значения. Небольшая погрешность, которой космическое пространство легко может пренебречь. И этот факт одновременно завораживает и пугает.