Metagalaxis

A megfigyelhető univerzum  egy olyan fogalom az Ősrobbanás kozmológiájában , amely az univerzumnak azt a részét írja le , amely a megfigyelőhöz képest az abszolút múlt . A tér szempontjából ez az a terület, ahonnan az anyagnak (főleg a sugárzásnak , és ebből következően bármilyen jelnek) lenne ideje elérni jelenlegi helyét az Univerzum fennállása alatt (az emberiség esetében  a modern Föld ), azaz megfigyelhetővé (legyen). A megfigyelhető Univerzum határa a kozmológiai horizont , a rajta lévő objektumok végtelen vöröseltolódású [1] . A megfigyelhető Univerzum galaxisainak számát több mint 500 milliárdra becsülik [2] .

A megfigyelhető Univerzum modern csillagászati ​​módszerekkel tanulmányozható részét [3] metagalaxisnak nevezzük ; az eszközök javulásával bővül [4] . A metagalaxison kívül hipotetikus extra-metagalaktikus objektumok találhatók. A metagalaxis lehet az Univerzum egy kis része, vagy majdnem az egész [5] .

Közvetlenül megjelenése után a Metagalaxis egyenletesen és izotróp módon terjeszkedett [6] [7] . 1929-ben Edwin Hubble [8] összefüggést fedezett fel a galaxisok vöröseltolódása és távolságuk között (Hubble-törvény). Az elképzelések jelenlegi szintjén az Univerzum tágulásaként értelmezik.

Egyes elméletek (például a legtöbb inflációs kozmológiai modell) azt jósolják, hogy a teljes univerzum sokkal nagyobb, mint a megfigyelhető .

Elméletileg a megfigyelhető Univerzum határa eléri a kozmológiai szingularitást , a gyakorlatban azonban a megfigyelések határa a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás . Ez (pontosabban az utolsó szóródás felszíne ) a legtávolabbi a Világegyetem modern tudomány által megfigyelt objektumai közül. Ugyanakkor jelen pillanatban, az idő előrehaladtával az utolsó szóródás megfigyelt felülete megnövekszik, így nőnek a Metagalaxis határai [9] , és például a megfigyelt anyag tömege a Az Univerzum növekszik.

A megfigyelhető univerzumot, bár hozzávetőlegesen, egy golyóként ábrázolhatjuk, amelynek középpontjában a megfigyelő áll. A Metagalaxison belüli távolságokat "vöröseltolódás"-ban mérjük [10] .

A megfigyelhető Univerzum tágulásának felgyorsulása azt jelenti, hogy a természetben nemcsak univerzális gravitáció ( gravitáció ), hanem univerzális antigravitáció ( sötét energia ) is létezik, amely a megfigyelhető Univerzumban érvényesül a gravitáció felett [11] .

A metagalaxis nemcsak homogén, hanem izotróp is [12] .

A „felfújó univerzum” hipotézisében nem sokkal az Univerzum megjelenése után nem egy, hanem sok metagalaxis (köztük a miénk is) képződhet hamis vákuumból [13] .

Egyes esetekben a "Metagalaxis" és az "Univerzum" fogalmát egyenlővé teszik [14] .

Alapparaméterek

Az egész Univerzumunk Schwarzschild-sugara összehasonlítható a megfigyelhető részének sugarával [15] . A Metagalaxis gravitációs sugara , ahol G  a gravitációs állandó , c  a fény sebessége vákuumban ,  a Metagalaxis jellemző tömege [15] . Az Univerzum megfigyelhető részének tömege több mint 10 53 kg [16] . Napjainkban a Metagalaxis anyagának átlagos sűrűsége elhanyagolható, megközelíti a 10 −27 kg/m 3 értéket [15] , ami egy köbméternyi térben mindössze néhány hidrogénatom tömegének felel meg. Az Univerzum megfigyelhető részében több mint 10 87 elemi részecske található [16] , ennek a számnak a legnagyobb része fotonok és neutrínók , és a közönséges anyag részecskéi ( nukleonok és elektronok ) egy kis részét teszik ki - körülbelül 10 80 részecskék [15] .

A kísérleti adatok szerint az alapvető fizikai állandók nem változtak a metagalaxis jellemző élettartama alatt [15] [17] .

Méret

A megfigyelhető Univerzum mérete téridejének nem-stacionaritása miatt -  az Univerzum tágulása  - attól függ, hogy melyik távolságdefiníciót fogadjuk el. A legtávolabbi megfigyelhető objektum - a CMB utolsó szóródásának felülete - mozgási távolsága minden  irányban körülbelül 14 milliárd parszek vagy 14 gigaparszek ( 46 milliárd vagy 4,6⋅10 10 fényév). Így a megfigyelhető Univerzum egy körülbelül 93 milliárd fényév átmérőjű golyó, amelynek középpontja a Naprendszerben (a megfigyelő helyén) található [18] . Az Univerzum térfogata megközelítőleg 3,5⋅10 80 m 3 vagy 350 quinvigintillion m³, ami megközelítőleg 8,2⋅10 180 Planck-térfogatnak felel meg . Meg kell jegyezni, hogy a legtávolabbi megfigyelhető objektumok által kibocsátott fény röviddel az Ősrobbanás után mindössze 13,8 milliárd fényévet tett meg hozzánk, ami jóval kevesebb, mint az ezzel járó 46 milliárd fényévnyi távolság. év (egyenlő a jelenlegi megfelelő távolsággal ) ezekhez az objektumokhoz, az Univerzum tágulása miatt. Az Univerzum részecskéi horizontjának látszólagos szuperluminális tágulása nem mond ellent a relativitáselméletnek, mivel ez a sebesség nem használható szuperluminális információátvitelre, és nem a mozgás sebessége egyetlen megfigyelő inerciális vonatkoztatási rendszerében sem [19]. .

A Földtől legtávolabbi megfigyelhető objektum (2016-ban ismert), a CMB -t nem számítva egy GN-z11 jelzésű galaxis . Vöröseltolódása z = 11,1 , a fény 13,4 milliárd évig érkezett a galaxisból , vagyis kevesebb, mint 400 millió évvel az Ősrobbanás után keletkezett [20] . Az univerzum tágulása miatt a galaxist kísérő távolság körülbelül 32 milliárd fényév . A GN-z11 mérete 25-ször kisebb, mint a Tejútrendszer , tömege pedig 100-szor kisebb, mint a csillagok. A csillagkeletkezés megfigyelt sebessége a becslések szerint 20-szor nagyobb, mint a Tejútrendszer jelenlegi üteme.

Extrametagalaktikus objektumok

Az extrametagalaktikus objektumok hipotetikus világok [6] , amelyek a fizikai vákuum fázisátalakulásai eredményeként jönnek létre, függetlenül attól, hogy az Ősrobbanás eredményeként létrejött megfigyelhető univerzumunk lenne. Lényegében párhuzamos univerzumok , és nagyobb struktúrák részei: az Univerzum vagy a Multiverzum . Külső megfigyelő szemszögéből pulzálhatnak, tágulhatnak és összehúzódhatnak [6] .

Az „ antropikus elv ” hipotézisében más metagalaxisok más alapvető állandók világai [21] .

Megoldatlan kérdések a fizikában a megfigyelhető univerzummal kapcsolatban

Miért tartalmaz a megfigyelhető univerzum csak közönséges anyagot, míg az antianyag csak korlátozott mértékben keletkezik? [22]

Az univerzum nagy léptékű szerkezete

Már a 20. század elején ismerték, hogy a csillagok csillaghalmazokba csoportosulnak , amelyek viszont galaxisokat alkotnak . Később galaxishalmazokat és galaxisszuperhalmazokat találtak . A szuperhalmaz a galaxistársulás legnagyobb típusa, amely több ezer galaxist foglal magában [23] . Az ilyen klaszterek alakja a Markarian-lánchoz hasonló lánctól a Sloane-i nagy falhoz hasonló falakig változhat . Ésszerű lenne feltételezni, hogy ez a hierarchia tetszőlegesen sok szintre kiterjed, de az 1990-es években Margaret Geller és John Hukra azt találta, hogy a 300 megaparszekes nagyságrendű skálákon az Univerzum gyakorlatilag homogén [24] , és a világegyetem gyűjteménye. galaxisok fonalas halmazai, amelyeket olyan területek választanak el, amelyekben gyakorlatilag nincs világítóanyag. Ezek a területek ( üregek , üregek , angolul  üregek ) több száz megaparszek nagyságrendűek.

A szálak és üregek kiterjedt, viszonylag lapos helyi struktúrákat alkothatnak, amelyeket "falaknak" neveznek. Az első ilyen megfigyelhető szuperméretű objektum a CfA2 Nagy Fal volt , amely 200 millió fényévnyire található a Földtől, mérete pedig körülbelül 500 millió fényév. év, vastagsága pedig mindössze 15 millió sv. évek. A legújabb a 2012 novemberében felfedezett Hatalmas Quazár Csoport , amelynek mérete 4 milliárd sv. évben és 2013 novemberében nyitotta meg a 10 milliárd sv nagyságú Herkules-Észak-Korona Nagy Falat . évek.

Jegyzetek

  1. ↑ "Beyond the Universe Event Horizon" Archiválva : 2012. március 14., a Wayback Machine , Vokrug Sveta, No. 3 (2786), 2006. március - a megfigyelhető Univerzum széle fogalmának minőségileg népszerű leírása (eseményhorizont, részecske) horizont és a Hubble-gömb).
  2. ↑ http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2013/06/500-billion-a-universe-of-galaxies-some-older-than-milky-way.html Archiválva : 2014. március 24. a Wayback Machine -nél .
  3. ↑ Az Univerzum tágulása . Hozzáférés dátuma: 2015. december 14. Az eredetiből archiválva : 2017. február 28.
  4. ↑ E. B. Guszev. Az Univerzum mint a tudomány tárgya . Asztronet . Hozzáférés időpontja: 2015. január 17. Archiválva : 2012-032-14.
  5. ↑ A galaxisok eloszlása ​​az űrben. Az Univerzum szerkezete és fejlődése . Letöltve: 2015. május 31. Az eredetiből archiválva : 2015. december 18..
  6. ↑ 1 2 3 Bevezetés a filozófiába Archív példány 2013. január 19-én a Wayback Machine -nél  - M .: Politizdat, 1989. 2. rész - 85. o.
  7. ↑ I. L. Genkin. Az Univerzum jövője . Astronet (1994. március 2.). Letöltve: 2014. február 7. Az eredetiből archiválva : 2008. február 19..
  8. ↑ „Fizikai minimum” a XXI. század elején Vitalij Lazarevics Ginzburg akadémikus Asztrofizika . Letöltve: 2014. március 24. Az eredetiből archiválva : 2014. február 9..
  9. ↑ Vitalij Lazarevics Ginzburg akadémikus . Asztrofizika . Elements.ru . Letöltve: 2014. március 24. Az eredetiből archiválva : 2014. február 9..
  10. ↑ A metagalaxis csillagászata . Letöltve: 2015. szeptember 6. Az eredetiből archiválva : 2015. október 17..
  11. ↑ Szigetek a sötét energia óceánjában. Igor Karachencev, Artur Csernyin. "A tudomány világában" 11. szám, 2006. Sötét energia . Letöltve: 2015. november 23. Az eredetiből archiválva : 2015. november 24..
  12. ↑ Modern csillagászat: új irányok és új problémák. A világegyetem megfigyelhető régiójának szerkezete - a metagalaxis . Letöltve: 2015. szeptember 6. Az eredetiből archiválva : 2016. március 6.
  13. ↑ HÁNY Univerzum VAN AZ UNIVERZUMBAN? . Letöltve: 2015. november 23. Az eredetiből archiválva : 2015. november 8..
  14. ↑ Kulcsproblémák a csillagászat iskolai kurzusában. Elemek szintézise az Univerzumban. . Hozzáférés dátuma: 2015. december 14. Az eredetiből archiválva : 2017. február 28.
  15. ↑ 1 2 3 4 5 A metagalaxis alapvető paraméterei . Asztronet . Hozzáférés dátuma: 2015. január 16. Az eredetiből archiválva : 2015. április 2..
  16. ↑ 1 2 Az Univerzum sok arca Andrei Dmitrievich Linde, Stanford Egyetem (USA), professzor . Letöltve: 2015. május 12. Az eredetiből archiválva : 2015. május 10.
  17. ↑ Szabványos kozmológiai modell . Hozzáférés dátuma: 2015. július 28. Az eredetiből archiválva : 2015. július 29.
  18. ↑ WolframAlpha . Letöltve: 2011. november 29. Az eredetiből archiválva : 2012. július 4..
  19. ↑ Davis Tamara M. , Lineweaver Charles H. Expanding Confusion: Common Conceptions of Cosmological Horizons and the Superluminal Expansion of the Universe // Publications of the Astronomical Society of Australia. - 2004. - 20. évf. 21. - P. 97-109. — ISSN 1323-3580 . - doi : 10.1071/AS03040 . — arXiv : astro-ph/0310808 .
  20. ↑ Oesch PA, et al. Egy figyelemreméltóan világító galaxis z=11,1-nél, Hubble Űrteleszkóppal mérve Grism Spectroscopy  //  arXiv:1603.00461 [astro-ph] : folyóirat. - 2016. - március 1. Az eredetiből archiválva: 2017. február 10.
  21. ↑ Antropikus kozmológiai elv M.K. Guseykhanov Antropikus kozmológiai elv . Hozzáférés időpontja: 2015. december 14. Az eredetiből archiválva : 2015. december 22.
  22. ↑ John Mather . Az ősrobbanástól a James Webb űrteleszkópig és az új Nobel-díjakig . Elements.ru. Hozzáférés dátuma: 2014. március 24. Az eredetiből archiválva : 2014. február 7.
  23. ↑ Bahcall, Neta A. A galaxishalmazok által jelzett nagyméretű szerkezet az univerzumban  // A csillagászat és asztrofizika  éves áttekintése : folyóirat. - 1988. - 1. évf. 26 . - P. 631-686 . - doi : 10.1146/annurev.aa.26.090188.003215 .  (Angol)
  24. ↑ MJ Geller és JP Huchra, Science 246 , 897 (1989). . Letöltve: 2009. szeptember 18. Az eredetiből archiválva : 2008. június 21..

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
 A Föld elhelyezkedése a világűrben
Föld → Naprendszer → Helyi csillagközi felhő → Helyi buborék → Gould-öv → Orion Arm → Tejút → Tejút alcsoport → Helyi csoport → Helyi levél → Galaxisok helyi szuperhalmaza → Laniakea → Halak-Cetus szuperhalmaz komplex → Hubble-térfogat → Metagalaxis → Univerzum → ? multiverzum                             
A " → " jel azt jelenti, hogy "benne van" vagy "része"
 Kozmológia
Alapfogalmak és tárgyak
Az Univerzum története
Az Univerzum szerkezete
Elméleti fogalmak
Kísérletek
Portál: Csillagászat