Материя: понятие, виды, свойства

Сверхскопления  галактик

Современные подсчеты галактик оперируют миллионами объектов. "Глубокие" обзоры неба, позволяющие фиксировать  предельно слабые объекты, дают еще  большее число галактик: до полумиллиона галактик на маленькой площадке 1°  × 1° (один квадратный градус) на небе насчитали  сотрудники обсерватории Китт Пик в США.

Галактики расположены на небе и равномерно, и неравномерно. Если говорить о масштабе в несколько  квадратных градусов, то распределение  галактик на небе оказывается на удивление  равномерным. Но если присмотреться  внимательно, то видно, что есть сгущения и есть пустоты. Но может быть эти  сгущения только кажущиеся? Бывает, что  одна галактика расположена гораздо  дальше другой, а нам кажется, что  на небе они находятся по соседству. Как же действительно расположены  галактики в пространстве? Зная расстояния до нескольких тысяч галактик, астрономы  построили пространственную модель. Каждая галактика моделировалась пластмассовым  шариком, который подвешивали в  большой комнате на большом расстоянии от фиксированного центра (наша Галактика). В построенных таким образом  моделях четко проступала пространственная структура распределения галактик. Оказалось, что они образуют ячейки типа пчелиных сот. Вдоль стенок этих ячеек расположены галактики, а  внутри пустоты (так называемые "войды" – от англ. void – пустота). Понятно, что больше всего галактик можно насчитать не в стенках ячеек, а в узлах, где пересекаются стенки. Такие сверхскопления насчитывают до десятка тысяч отдельных галактик.

Необходимо еще раз  подчеркнуть, что в очень большом  масштабе (больше масштаба ячеек) распределение  вещества оказывается совершенно равномерным. То есть если взять в разных местах Вселенной два гигантских куба с ребрами в 100 млн. световых лет и определить количество содержащегося в каждом из них вещества, то результат будет одинаковым. Разделив полную массу на объем куба, мы получим среднюю плотность вещества во Вселенной 3 ∙ 10^-27 ÷ 10^-26 кг/м³.

Метагалактика

Метагалактикой называется доступная наблюдениям часть Вселенной. Но наблюдать можно по-разному: невооруженным глазом, в бинокль, в 6-метровый телескоп. И каждый раз нашим наблюдениям будет доступна разная часть Вселенной. Что же мы имеем в виду, когда говорим "Метагалактика"? В определении речь идет о части Вселенной, в принципе доступной наблюдениям. Чтобы это пояснить, введем понятие космологического горизонта. Современная космология, основанная на теории относительности Эйнштейна, определяет возраст Вселенной в 13-15 млрд. лет. Никаких галактик, квазаров до этого не существовало. Все они возникли позже. Предположим, что на расстоянии 20 млрд. световых лет находится галактика Икс, которая образовалась, скажем, 12 млрд. лет тому назад. Можем ли мы увидеть ее сейчас? Нет, поскольку первые лучи, извещающие о рождении этой галактики, еще в пути, они находятся на расстоянии 20 - 12 = 8 млрд. световых лет от нас.

Космологический горизонт находится  на расстоянии, которое свет прошел за время, равное возрасту Вселенной. Если Вселенная возникла 15 млрд. лет тому назад, то космологический горизонт находится на расстоянии 15 млрд. световых лет. Если возраст Вселенной 13 млрд. лет, горизонт удален от нас на 13 млрд. световых лет. Космологический горизонт окружает нас со всех сторон. Свет из-за горизонта к нам не доходит. То есть он когда-нибудь дойдет, он в пути, но нужно время, чтобы он достиг нас. Со временем свет приходит к нам от все более и более далеких объектов.

Космологический горизонт –  граница Метагалактики – находится  очень далеко от нас. Мы не знаем  точно возраст Вселенной, поэтому  не знаем точно и расстояние до горизонта. Правда, мы совершенно точно  знаем, что горизонт отступает со скоростью света – на 300000 км каждую секунду.

Вселенная

История понимания сущности Вселенной имеет давние исторические корни и изучается до сих пор. Надо понимать, что термин "Вселенная" скорее философское, а не масштабно-пространственное понятие. Определенные экспериментальные  подтверждения получила гипотеза о  том, что во Вселенной существует так называемая "темная материя" и что именно она составляет бóльшуючасть ее массы (более 95%). Галактики, звезды, планеты в этом случае – лишь декорация на монументальном основании – "темной материи", цементирующей Вселенную. Существованием "темной материи" объясняется тот факт, что звезды, находящиеся на периферии Млечного Пути, не разлетаются под действием центробежных сил, возникающих из-за вращения с огромной скоростью вокруг центра нашей Галактики. "Темная материя", выступая как основной источник сил притяжения, позволяет сохранить Млечному Пути свою форму.

По современным данным, иерархия во Вселенной имеет следующий  вид. Планеты обращаются вокруг звезд, звезды составляют галактики, имеющие  собственную структуру – ядра, рукава, перемычки. Галактики во Вселенной  образуют скопления галактик. Расстояния между скоплениями еще большие, чем между галактиками. Скопления галактик образуют "блины", разделенные расстояниями в десятки миллионов световых лет. Из таких "блинов", выстроенных пунктиром, образованы цепочки, составляющие структуры наподобие сотов. Скопления галактик располагаются как бы в стенках сот по окраинам сравнительно пустых областей, получивших название "войды". По последним данным, ячейки сот образуют сверхсоты, размеры ячеек которых составляют миллиарды световых лет. Выходит, что Вселенная имеет фрактальную структуру, которая предполагает зависимость масштаба структуры от размеров области, то есть чем большую область мы исследуем, тем большего масштаба структуры в ней можно обнаружить. Таким образом, понятие "Вселенная" очень близко понятиям бесконечность, вечность.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ