Наблюдаемая вселенная это 1 балл

Что такое Метагалактика

Что такое Метагалактика? Эта вся обозримая Вселенная, которую мы можем увидеть с помощью мощнейших телескопов и другого оборудования. Это все возможные галактики, звездные системы и скопления, которые доступны нашему взору. В таких масштабах не то что Земля, весь Млечный путь является лишь песчинкой. Метагалактика исследуется с помощью телескопов, таких, как проект «Телескоп Горизонт Событий», который подарил нам первую настоящую фотографию черной дыры. Такое оборудование позволяет заглянуть в самые дальние уголки космоса.

Структура

Вещество Метагалактики распространено неравномерно, есть места с высокой плотностью, есть полностью пустые. Галактики собираются в группы, и даже супергруппы – облака, которые могут состоять из нескольких тысяч таких систем. Млечный Путь тоже является частью такого облака, ядро которого находится относительно недалеко от нас на расстоянии в 40 миллионов световых лет в созвездиях Волосы Вероники и Дева.

До сих пор мы очень мало знаем о составе, форме и истинных размерах Метагалактики. Скорее всего, наша Вселенная безгранична, так как нам до сих пор не удалось увидеть изменения в плотности расположения звездных систем. Но, возможно, наше оборудование просто способно исследовать лишь небольшую ее часть.

Структура метагалактики

Размеры

Вы уже знаете, что Метагалактика – это обозримая Вселенная, которая расширяется с самого Большого Взрыва – момента ее возникновения. Мы определяем ее «границы» по реликтовому излучению, и то место, где заканчивается это рассеивание является последним, что мы в состоянии исследовать. Таким образом был вычислен примерный радиус Метагалактики. Он составляет 46 миллиардов световых лет. Но, каким бы он ни был, мы в любом случае не сможем заглянуть дальше, чем на 14 миллиардов световых лет, так как 14 млрд лет – это предполагаемый возраст Вселенной. И, учитывая, что свет движется всегда с одинаковой скоростью, даже если за этими границами есть что-то еще, мы не в состоянии этого увидеть, потому что свет оттуда до нас до сих пор не дошел.

Мы уже как-то рассуждали на тему, что находится на краю Вселенной, и даже это лишь догадки. А то, что может происходить за ее пределами, мы, скорее всего, так никогда и не узнаем.

Источник

Наблюдаемая Вселенная

Наблюдаемая Вселенная

Наблюда́емая Вселе́нная — понятие в космологии Большого Взрыва, описывающее часть Вселенной, являющуюся прошлым относительно наблюдателя. С точки зрения пространства, это область, из которой материя (в частности, излучение, и следовательно любые сигналы) успела бы за время существования Вселенной достичь нынешнего местоположения (в случае Человечества, современной Земли), то есть быть наблюдаемыми. Однако, теория предсказывает, что полная Вселенная имеет размер намного больший.

Теоретически, граница наблюдаемой вселенной доходит до самой космологической сингулярности, однако на практике границей наблюдений является реликтовое излучение. Именно оно (точнее, поверхность последнего рассеяния) является наиболее удалённым из объектов Вселенной, наблюдаемых современной наукой.

Хотя и грубо, но наблюдаемую Вселенную можно представлять как шар с наблюдателем в центре.

Размер

Несмотря на наличие данных о пространственно-временной геометрии Вселенной, вопрос об оценке размера наблюдаемой Вселенной не прост, поскольку удалённые объекты Вселенной наблюдаются в более молодом возрасте, нежели нынешний возраст Вселенной — свету (или иным сигналам) требуется немалое время, чтобы достичь наблюдателя. Масштаб расстояний удалённых областей вселенной в тот момент, который мы у них наблюдаем меньше, нежели у современной вселенной, следовательно «радиус» наблюдаемой Вселенной зависит от методики подсчёта расстояний.

Если использовать содвижущееся расстояние, то есть относить расстояния до наблюдаемых объектов к нынешнему возрасту вселенной, то расстояние до края наблюдаемой Вселенной оценивается более чем в 46,5 миллиардов световых лет (около 14 гигапарсек) во всех направлениях [1] .

Ещё сложнее вопрос с объёмом и иными геометрическими характеристиками наблюдаемой вселенной, поскольку, согласно ОТО, она представляет собой отнюдь не шар, а элемент искривлённого пространства-времени, ограниченный светоподобной гиперповерхностью.

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Наблюдаемая Вселенная» в других словарях:

Вселенная — Крупномасштабная структура Вселенной как она выглядит в инфракрасных лучах с длиной волны 2,2 мкм 1 600 000 галактик, зарегистри … Википедия

Вселенная де Ситтера — Космология Возраст Вселенной Большой взрыв Содвижущееся расстояние Реликтовое излучение Космологическое уравнение состояния Тёмная энергия Скрытая масса Вселенная Фридмана Космологический принцип Космологические модели Формирование галактик … Википедия

Вселенная Фридмана — Космология Изучаемые объекты и процессы … Википедия

ВСЕЛЕННАЯ — содержание понятия всего существующего; все то, что существует. Философский энциклопедический словарь. 2010. ВСЕЛЕННАЯ весь мир, бесконеч … Философская энциклопедия

Космос (астрономия) — Космология Возраст Вселенной Большой взрыв Содвижущееся расстояние Реликтовое излучение Космологическое уравнение состояния Тёмная энергия Скрытая масса Вселенная Фридмана Космологический принцип Космологические модели Формирование галактик … Википедия

Мироздание — Космология Возраст Вселенной Большой взрыв Содвижущееся расстояние Реликтовое излучение Космологическое уравнение состояния Тёмная энергия Скрытая масса Вселенная Фридмана Космологический принцип Космологические модели Формирование галактик … Википедия

Метагалактика — Hubble Ultra Deep Field снимок «Хаббла». Справа увеличенное изображение Галактики в разных диапазонах … Википедия

Большой взрыв — У этого термина существуют и другие значения, см. Большой взрыв (значения). Запрос «Теория большого взрыва» перенаправляется сюда; о телесериале с таким названием см. Теория большого взрыва (телесериал). Космология … Википедия

Скрытая масса — Космология Изучаемые объекты и процессы … Википедия

Космологические модели — Космология Изучаемые объекты и процессы … Википедия

Источник

Наблюдаемая Вселенная

Наблюда́емая Вселе́нная — понятие в космологии Большого взрыва, описывающее часть Вселенной, являющуюся абсолютным прошлым относительно наблюдателя. С точки зрения пространства это область, из которой материя (в частности, излучение, и, следовательно, любые сигналы) успела бы за время существования Вселенной достичь нынешнего местоположения (в случае человечества — современной Земли), то есть стать (быть) наблюдаемой. Границей наблюдаемой Вселенной является космологический горизонт, объекты на нём имеют бесконечное красное смещение [1] . Число галактик в наблюдаемой Вселенной оценивается более чем в 500 млрд [2] .

Часть наблюдаемой Вселенной, доступной для изучения [3] современными астрономическими методами, называется Метагала́ктикой; она расширяется по мере совершенствования приборов [4] . За пределами Метагалактики располагаются гипотетические внеметагалактические объекты. Метагалактика может быть или малой частью Вселенной, или почти всей [5] .

Сразу после своего появления Метагалактика начала расширяться [6] однородно и изотропно [7] . В 1929 году Эдвином Хабблом [8] была обнаружена зависимость между красным смещением галактик и расстоянием до них (закон Хаббла). На нынешнем уровне представлений она трактуется как расширение Вселенной.

Некоторые теории (например, большинство инфляционных космологических моделей) предсказывают, что полная Вселенная имеет размер намного больший, чем наблюдаемая [⇨] .

Теоретически граница наблюдаемой Вселенной доходит до самой космологической сингулярности, однако на практике границей наблюдений является реликтовое излучение. Именно оно (точнее, поверхность последнего рассеяния) является наиболее удалённым из объектов Вселенной, наблюдаемых современной наукой. В то же время в настоящий момент по мере хода времени наблюдаемая поверхность последнего рассеяния увеличивается в размерах, так что границы Метагалактики растут [9] , и растёт, например, масса наблюдаемого вещества во Вселенной.

Наблюдаемую Вселенную можно, хотя и грубо, представлять как шар с наблюдателем в центре. Расстояния в пределах Метагалактики измеряются в терминах «красного смещения», z [10] .

Ускорение расширения наблюдаемой Вселенной означает, что в природе имеется не только всемирное тяготение (гравитация), но и всемирное антитяготение (тёмная энергия), которое преобладает над тяготением в наблюдаемой Вселенной [11] .

Метагалактика не только однородна, но и изотропна [12] .

В гипотезе «раздувающейся Вселенной» из ложного вакуума вскоре после появления Вселенной могла образоваться не одна, а множество метагалактик (в том числе и наша) [13] .

В некоторых случаях понятия «Метагалактика» и «Вселенная» приравнивают [14] .

Содержание

Основные параметры

Радиус Шварцшильда всей нашей Вселенной сравним с радиусом наблюдаемой её части [15] . Гравитационный радиус Метагалактики r g = 2 G M ∗ ∗ / c 2 <\displaystyle r_=2GM_<**>/c^<2>> , где G — гравитационная постоянная, с — скорость света в вакууме, M ∗ ∗ <\displaystyle M_<**>> — характерная масса Метагалактики [15] . Масса наблюдаемой части Вселенной — больше 10 53 кг [16] . В наше время средняя плотность вещества Метагалактики ничтожно мала, она близка к величине 10 −27 кг/м 3 [15] , что эквивалентно массе всего нескольких атомов водорода на один кубический метр пространства. В наблюдаемой части Вселенной более 10 87 элементарных частиц [16] , при этом основную часть этого количества составляют фотоны и нейтрино, а на частицы обычной материи (нуклоны и электроны) приходится незначительная часть — порядка 10 80 частиц [15] .

Согласно экспериментальным данным, фундаментальные физические постоянные не изменялись за характерное время существования Метагалактики [15] [17] .

Размер

Размер наблюдаемой Вселенной из-за нестационарности её пространства-времени — расширения Вселенной — зависит от того, какое определение расстояния принять. Сопутствующее расстояние до самого удалённого наблюдаемого объекта — поверхности последнего рассеяния реликтового излучения — составляет около 14 миллиардов парсеков или 14 гигапарсеков ( 46 миллиардов или 4,6⋅10 10 световых лет) во всех направлениях. Таким образом, наблюдаемая Вселенная представляет собой шар диаметром около 93 миллиардов световых лет и центром в Солнечной системе (месте пребывания наблюдателя) [18] . Объём Вселенной примерно равен 3,5⋅10 80 м 3 или 350 квинвигинтиллионов м³, что примерно равняется 8,2⋅10 180 планковских объёмов. Следует отметить, что свет, испущенный самыми удалёнными наблюдаемыми объектами вскоре после Большого взрыва, прошёл до нас лишь 13,8 млрд световых лет, что значительно меньше, чем сопутствующее расстояние 46 млрд св. лет (равное текущему собственному расстоянию) до этих объектов, ввиду расширения Вселенной. Кажущееся сверхсветовое расширение горизонта частиц Вселенной не противоречит теории относительности, так как эта скорость не может быть использована для сверхсветовой передачи информации и не является скоростью движения в инерциальной системе отсчёта какого-либо наблюдателя [19] .

Самый удалённый от Земли наблюдаемый объект (известный на 2016 год), не считая реликтового излучения, — галактика, получившая обозначение GN-z11. Она имеет красное смещение z = 11,1 , свет шёл от галактики 13,4 миллиарда лет , то есть она сформировалась менее чем через 400 миллионов лет после Большого взрыва [20] . Вследствие расширения Вселенной, сопутствующее расстояние до галактики составляет около 32 миллиардов световых лет. GN-z11 в 25 раз меньше Млечного Пути по размеру и в 100 раз меньше по массе звёзд. Наблюдаемая скорость звездообразования оценочно в 20 раз превышает современную для Млечного Пути.

Внеметагалактические объекты

Внеметагалактические объекты — гипотетические миры [6] , которые возникают в результате фазовых переходов физического вакуума вне и независимо от образованной в результате Большого Взрыва нашей наблюдаемой Вселенной. По сути своей, они являются параллельными вселенными, и входят в состав бо́льших структур: Вселенной или Мультивселенной. Могут пульсировать, расширяясь и сжимаясь с точки зрения внешнего наблюдателя [6] .

Нерешённые вопросы физики, связанные с наблюдаемой Вселенной

Почему в наблюдаемой Вселенной существует только обычная материя, а антиматерия рождается только в ограниченных масштабах? [22]

Крупномасштабная структура Вселенной

Уже в начале XX века было известно, что звёзды группируются в звёздные скопления, которые, в свою очередь, образуют галактики. Позже были найдены скопления галактик и сверхскопления галактик. Сверхскопление — самый большой тип объединения галактик, включает в себя тысячи галактик [23] . Форма таких скоплений может быть различна: от цепочки, такой как цепочка Маркаряна, до стен, как великая стена Слоуна. Разумно было бы предположить, что эта иерархия распространяется дальше на сколь угодно много уровней, но в 1990-е Маргарет Геллер и Джон Хукра выяснили, что на масштабах порядка 300 мегапарсек Вселенная практически однородна [24] и представляет собой совокупность нитевидных скоплений галактик, разделённых областями, в которых практически нет светящейся материи. Эти области (пустоты, войды, англ. voids ) имеют размер порядка сотни мегапарсек.

Нити и пустоты могут образовывать протяжённые относительно плоские локальные структуры, которые получили название «стен». Первым таким наблюдаемым сверхмасштабным объектом стала Великая Стена CfA2, находящаяся в 200 миллионах световых лет и имеющая размер около 500 млн св. лет и толщину всего 15 млн св. лет. Последними являются открытая в ноябре 2012 года Громадная группа квазаров, имеющая размер 4 млрд св. лет и открытая в ноябре 2013 года Великая стена Геркулес-Северная Корона размером 10 млрд св. лет.

Источник