Metagalakse

Det observerbare univers  er et begreb i Big Bang -kosmologien , der beskriver den del af universet , der er den absolutte fortid i forhold til observatøren. Fra et rumsynspunkt er dette det område, hvorfra stof (især stråling og følgelig eventuelle signaler) ville have tid til at nå sin nuværende placering under universets eksistens (i tilfælde af menneskeheden  - moderne Jord ), det vil sige blive (være) observerbar. Grænsen for det observerbare univers er den kosmologiske horisont , objekter på det har en uendelig rødforskydning [1] . Antallet af galakser i det observerbare univers er anslået til mere end 500 milliarder [2] .

Den del af det observerbare univers, der er tilgængelig til undersøgelse [3] ved moderne astronomiske metoder, kaldes Metagalaxy ; det udvides, efterhånden som instrumenterne forbedres [4] . Uden for Metagalaxy er hypotetiske ekstra-metagalaktiske objekter. En metagalakse kan enten være en lille del af universet eller næsten hele [5] .

Umiddelbart efter dets fremkomst begyndte Metagalaxy at udvide sig [6] ensartet og isotropisk [7] . I 1929 opdagede Edwin Hubble [8] en sammenhæng mellem galaksernes rødforskydning og deres afstand (Hubbles lov). På det nuværende idéniveau tolkes det som en udvidelse af universet.

Nogle teorier (såsom de fleste inflationære kosmologiske modeller) forudsiger, at det fulde univers er meget større end det observerbare .

Teoretisk set når grænsen for det observerbare univers den meget kosmologiske singularitet , men i praksis er grænsen for observationer den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling . Det er det (mere præcist overfladen af ​​den sidste spredning ), der er den fjerneste af universets objekter observeret af moderne videnskab. Samtidig, i det nuværende øjeblik, efterhånden som tiden skrider frem, øges den observerede overflade af den sidste spredning i størrelse, så Metagalaksens grænser vokser [9] , og f.eks. massen af ​​det observerede stof i Universet vokser.

Det observerbare univers kan, omend groft sagt, repræsenteres som en kugle med observatøren i centrum. Afstande inden for Metagalaksen måles i form af "rødforskydning", z [10] .

Accelerationen af ​​udvidelsen af ​​det observerbare univers betyder, at der i naturen ikke kun er universel gravitation ( gravitation ), men også universel antigravitation ( mørk energi ), som råder over tyngdekraften i det observerbare univers [11] .

Metagalaksen er ikke kun homogen, men også isotrop [12] .

I den "oppustelige univers"-hypotese, kort efter universets fremkomst, kunne ikke én, men mange metagalakser (inklusive vores) dannes fra et falsk vakuum [13] .

I nogle tilfælde sidestilles begreberne "Metagalaxy" og "Univers" [14] .

Grundlæggende parametre

Schwarzschild-radius i hele vores univers er sammenlignelig med radius af dets observerbare del [15] . Metagalaksens gravitationsradius , hvor G  er gravitationskonstanten , c  er lysets hastighed i vakuum ,  er Metagalaksens karakteristiske masse [15] . Massen af ​​den observerbare del af universet er mere end 10 53 kg [16] . Nu om dage er den gennemsnitlige tæthed af stoffet i Metagalaksen ubetydelig, den er tæt på 10 −27 kg/m 3 [15] , hvilket svarer til massen af ​​kun få brintatomer pr. kubikmeter rum. I den observerbare del af universet er der mere end 10 87 elementarpartikler [16] , mens hoveddelen af ​​dette antal er fotoner og neutrinoer , og partikler af almindeligt stof ( nukleoner og elektroner ) tegner sig for en lille del - omkring 10 80 partikler [15] .

Ifølge de eksperimentelle data ændrede de fundamentale fysiske konstanter sig ikke i løbet af Metagalaxy's karakteristiske levetid [15] [17] .

Størrelse

Størrelsen af ​​det observerbare univers på grund af ikke-stationariteten af ​​dets rum-tid  - udvidelsen af ​​universet  - afhænger af, hvilken definition af afstand der skal accepteres. Afstanden til det fjerneste observerbare objekt - overfladen af ​​den sidste spredning af CMB  - er omkring 14 milliarder parsecs eller 14 gigaparsecs ( 46 milliarder eller 4,6⋅10 10 lysår) i alle retninger. Det observerbare univers er således en kugle med en diameter på omkring 93 milliarder lysår og centreret i solsystemet (observatørens placering) [18] . Universets volumen er omtrent lig med 3,5⋅10 80 m 3 eller 350 quinvigintillion m³, hvilket er omtrent lig med 8,2⋅10 180 Planck-volumener . Det skal bemærkes, at lyset udsendt af de fjerneste observerbare objekter kort efter Big Bang rejste til os kun 13,8 milliarder lysår, hvilket er meget mindre end den medfølgende afstand på 46 milliarder lysår. år (svarende til den aktuelle korrekte afstand ) til disse objekter på grund af universets udvidelse. Den tilsyneladende superluminale udvidelse af horisonten af ​​universets partikler er ikke i modstrid med relativitetsteorien, da denne hastighed ikke kan bruges til superluminal transmission af information og ikke er bevægelseshastigheden i nogen observatørs inertiereferenceramme [19] .

Det fjerneste observerbare objekt fra Jorden (kendt fra 2016), CMB ikke medregnet , er en galakse betegnet GN-z11 . Den har en rødforskydning på z = 11,1 , lys kom fra galaksen i 13,4 milliarder år , det vil sige, at den blev dannet mindre end 400 millioner år efter Big Bang [20] . På grund af universets udvidelse er den ledsagende afstand til galaksen omkring 32 milliarder lysår . GN-z11 er 25 gange mindre end Mælkevejen i størrelse og 100 gange mindre i masse end stjerner. Den observerede hastighed for stjernedannelse anslås at være 20 gange højere end den nuværende for Mælkevejen.

Ekstrametagalaktiske objekter

Ekstrametagalaktiske objekter er hypotetiske verdener [6] , der opstår som et resultat af faseovergange af det fysiske vakuum uden for og uafhængigt af vores observerbare univers dannet som et resultat af Big Bang . I bund og grund er de parallelle universer og er en del af større strukturer: Universet eller Multiverset . De kan pulsere, udvide sig og trække sig sammen fra en ekstern observatørs synspunkt [6] .

I hypotesen om det " antropiske princip " er andre metagalakser verdener af andre fundamentale konstanter [21] .

Uløste spørgsmål i fysik relateret til det observerbare univers

Hvorfor indeholder det observerbare univers kun almindeligt stof, mens antistof kun produceres i begrænset skala? [22]

Universets struktur i stor skala

Allerede i begyndelsen af ​​det 20. århundrede vidste man, at stjerner er grupperet i stjernehobe , som igen danner galakser . Senere blev der fundet galaksehobe og superhobe af galakser . En superhob er den største type galakseforening, der omfatter tusindvis af galakser [23] . Formen af ​​sådanne klynger kan variere, fra en kæde som Markarian-kæden til vægge som den store mur i Sloane . Det ville være rimeligt at antage, at dette hierarki strækker sig længere til vilkårligt mange niveauer, men i 1990'erne fandt Margaret Geller og John Hukra ud af, at universet på skalaer af størrelsesordenen 300 megaparsec er praktisk talt homogent [24] og er en samling af filamentære klynger af galakser adskilt af områder, hvor der praktisk talt ikke er noget lysende stof. Disse områder ( hulrum , hulrum , engelske hulrum ) har en størrelse af størrelsesordenen hundredvis af megaparsecs.  

Tråde og hulrum kan danne udvidede relativt flade lokale strukturer, som kaldes "vægge". Det første observerbare objekt i superskala var Den Kinesiske Mur CfA2 , der ligger 200 millioner lysår fra Jorden og har en størrelse på omkring 500 millioner lysår. år og en tykkelse på kun 15 millioner sv. flere år. De seneste er den enorme gruppe af kvasarer , opdaget i november 2012 , som har en størrelse på 4 milliarder sv. år og åbnede i november 2013 Great Wall of Hercules-Northern Corona med en størrelse på 10 milliarder sv. flere år.

Noter

  1. ↑ "Beyond the Universe Event Horizon" Arkiveret 14. marts 2012 på Wayback Machine , Vokrug Sveta, nr. 3 (2786), marts 2006 - en kvalitativt populær beskrivelse af konceptet om kanten af ​​det observerbare univers (begivenhedshorisont, partikel horisont og Hubble-sfære).
  2. ↑ http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2013/06/500-billion-a-universe-of-galaxies-some-older-than-milky-way.html Arkiveret 24. marts 2014 på Wayback Machine .
  3. ↑ Udvidelse af universet . Dato for adgang: 14. december 2015. Arkiveret fra originalen 28. februar 2017.
  4. ↑ E. B. Gusev. Universet som et videnskabsobjekt . Astronet . Dato for adgang: 17. januar 2015. Arkiveret 2012-032-14.
  5. ↑ Fordeling af galakser i rummet. Universets struktur og udvikling . Hentet 31. maj 2015. Arkiveret fra originalen 18. december 2015.
  6. ↑ 1 2 3 Introduktion til filosofi Arkiveksemplar dateret 19. januar 2013 på Wayback Machine  - M .: Politizdat, 1989. Del 2. - S. 85.
  7. ↑ I. L. Genkin. Universets fremtid . Astronet (2. marts 1994). Hentet 7. februar 2014. Arkiveret fra originalen 19. februar 2008.
  8. ↑ "Fysisk minimum" i begyndelsen af ​​det XXI århundrede Akademiker Vitaly Lazarevich Ginzburg Astrophysics . Hentet 24. marts 2014. Arkiveret fra originalen 9. februar 2014.
  9. ↑ Akademiker Vitaly Lazarevich Ginzburg . Astrofysik . Elements.ru . Hentet 24. marts 2014. Arkiveret fra originalen 9. februar 2014.
  10. ↑ Metagalaksens astronomi . Hentet 6. september 2015. Arkiveret fra originalen 17. oktober 2015.
  11. ↑ Øer i havet af mørk energi. Igor Karachentsev, Artur Chernin. "I videnskabens verden" nr. 11, 2006. Mørk energi . Hentet 23. november 2015. Arkiveret fra originalen 24. november 2015.
  12. ↑ Moderne astronomi: nye retninger og nye problemer. Strukturen af ​​det observerbare område af universet - metagalaksen . Hentet 6. september 2015. Arkiveret fra originalen 6. marts 2016.
  13. ↑ HVOR MANGE UNIVERS ER DER I UNIVERSET? . Hentet 23. november 2015. Arkiveret fra originalen 8. november 2015.
  14. ↑ Nøgleproblemer i astronomiskolens forløb. Syntese af elementer i universet. . Dato for adgang: 14. december 2015. Arkiveret fra originalen 28. februar 2017.
  15. ↑ 1 2 3 4 5 Grundlæggende parametre for Metagalaxy . Astronet . Dato for adgang: 16. januar 2015. Arkiveret fra originalen 2. april 2015.
  16. ↑ 1 2 Universets mange ansigter Andrei Dmitrievich Linde, Stanford University (USA), professor . Hentet 12. maj 2015. Arkiveret fra originalen 10. maj 2015.
  17. ↑ Standard kosmologisk model . Dato for adgang: 28. juli 2015. Arkiveret fra originalen 29. juli 2015.
  18. ↑ WolframAlpha . Hentet 29. november 2011. Arkiveret fra originalen 4. juli 2012.
  19. ↑ Davis Tamara M. , Lineweaver Charles H. Expanding Confusion: Common Misconceptions of Cosmological Horizons and the Superluminal Expansion of the Universe // Publications of the Astronomical Society of Australia. - 2004. - Bd. 21. - S. 97-109. — ISSN 1323-3580 . - doi : 10.1071/AS03040 . — arXiv : astro-ph/0310808 .
  20. ↑ Oesch PA, et al. En bemærkelsesværdig lysende galakse ved z=11,1 Målt med Hubble Space Telescope Grism Spectroscopy  //  arXiv:1603.00461 [astro-ph] : journal. - 2016. - 1. marts. Arkiveret fra originalen den 10. februar 2017.
  21. ↑ Antropisk kosmologisk princip M.K. Guseykhanov Antropisk kosmologisk princip . Dato for adgang: 14. december 2015. Arkiveret fra originalen 22. december 2015.
  22. ↑ John Mather . Fra Big Bang til James Webb-rumteleskopet og de nye Nobelpriser . Elements.ru. Dato for adgang: 24. marts 2014. Arkiveret fra originalen 7. februar 2014.
  23. ↑ Bahcall, Neta A. Storskala struktur i universet angivet af galaksehobe  //  Årlig gennemgang af astronomi og astrofysik : journal. - 1988. - Bd. 26 . - s. 631-686 . - doi : 10.1146/annurev.aa.26.090188.003215 .  (Engelsk)
  24. ↑ MJ Geller & JP Huchra, Science 246 , 897 (1989). . Hentet 18. september 2009. Arkiveret fra originalen 21. juni 2008.

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
 Jordens placering i det ydre rum
Jorden → Solsystemet → Lokal interstellar sky → Lokal boble → Gould-bælte → Orionarm → Mælkevejen → Mælkevejens undergruppe → Lokal gruppe → Lokale blade → Lokale superklynge af galakser → Laniakea → Fiskene-Cetus- superklyngekomplekset → Hubble-volumen → Metagalakse → ? multivers                             
Tegnet " → " betyder "inkluderet i" eller "er en del af"
 Kosmologi
Grundlæggende begreber og objekter
Universets historie
Universets struktur
Teoretiske begreber
Eksperimenter
Portal: Astronomi