Астрономы обнаруживают в космическом прошлом массивные и зрелые галактики

НаукаНаука

Новое небо

Вглядываясь в далекое космическое прошлое, астрономы обнаруживают удивительно массивные и зрелые галактики. Эти открытия могут перевернуть наши представления об истории и строении Вселенной.

Анатолий Глянцев, кандидат физико-математических наук

Одна и та же галактика (NGC 1672) глазами телескопа «Хаббл» (запущен в 1990 году) — слева вверху и телескопа «Уэбб» — справа внизу. NASA, ESA, CSA, STScI, Janice Lee (STScI), Thomas Williams (Oxford), PHANGS Team

Наука о происхождении и эволюции Вселенной называется космологией. Она очень молода. Около ста лет назад астрономы признали в небесных туманностях другие галактики. В 1960‑е подтвердилась теория Большого взрыва (решающим доказательством стало открытие реликтового излучения). К концу XX века стало ясно, что большая часть массы во Вселенной приходится не на звезды и газ, а на темную материю и темную энергию. Ученые спорят, что представляют собой эти загадочные субстанции.

Самая авторитетная современная теория Вселенной называется Стандартной космологической моделью, или ΛCDM‑космологией. Буква Λ обозначает темную энергию, ускоряющую расширение Вселенной. CDM — это cold dark matter, холодная темная материя. Считается, что она состоит из еще не открытых в эксперименте элементарных частиц. Эти частицы, за редчайшими исключениями, проявляют себя только через гравитацию. Они не испускают и не поглощают никаких излучений, почти никогда не сталкиваются с обычными частицами и даже друг с другом.

Стандартная космологическая модель стала фундаментом, на котором строятся более частные теории. Например, самые успешные модели формирования галактик опираются на свойства темной материи. Считается, что после Большого взрыва обычное и темное вещество было сильно перемешано и почти равномерно распределено по пространству. Это очень важное «почти», ведь с крошечных первичных уплотнений началось формирование галактик. Гравитация привлекала к этим центрам массы новые порции вещества. Материя накапливалась, тяготение становилось сильнее и так далее. В конце концов космос разделился на сравнительно плотные галактики и зияющую пустоту между ними.

Ключевую роль в этом сыграла темная материя. Поскольку ее частицы не сталкивались друг с другом, они не создавали давления. Поэтому гравитация быстро собрала темную материю в огромные сферические облака. Их колоссальное притяжение привлекло в центр этих облаков обычный газ. Он продолжал уплотняться, формируя звезды.

Чем лучше становятся телескопы, тем дальше человеческий взгляд проникает в глубины Вселенной. И тем больше становится очевидно, что с теориями возникновения галактик — а может быть, и с ΛCDM‑космологией (Lambda‑Cold Dark Matter — современная CDM космологическая модель) — что‑то не так.

Коварное далеко

Мы сказали «чем дальше», но насколько дальше? Говорят, что самые простые вопросы — самые сложные. Вот и на вопрос, как далека от Земли самая далекая из известных галактик, ответить совсем не просто.

В масштабах Вселенной пространство и время выделывают занимательные кульбиты, предсказанные общей теорией относительности Эйнштейна. Из‑за этого привычное понятие расстояния теряет смысл и требует уточнения. Уточнить его можно разными способами, каждый из которых по‑своему разумен и востребован. Поэтому астрономы знают не одно, а несколько видов расстояния: радиальное, яркостное и так далее.

Пока эти расстояния малы, все они совпадают между собой. Поэтому мы можем говорить, что до Солнца 150 млн км, не особенно задумываясь, что это означает. С по‑настоящему далекими объектами все иначе: разные расстояния до одной и той же галактики могут отличаться друг от друга в несколько раз.

Гораздо удобнее говорить не о дистанции, а о времени путешествия света. Свет от самых далеких известных галактик добирался до Земли более 13 млрд лет. Предостережем читателя: это не означает, что до галактики 13 млрд световых лет! Так можно вычислить только одно из разнообразных расстояний, известных астрофизикам, и далеко не самое востребованное.

Так или иначе, Большой взрыв произошел 13,7–13,8 млрд лет назад. Другими словами, мы видим далекие галактики такими, какими они были спустя сотни миллионов лет после Большого взрыва. Это считаные проценты от нынешнего возраста Вселенной.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Гонки вокруг света Гонки вокруг света

Путешествие «леди Сенсация» привлекло внимание прессы и читателей по всему миру

Вокруг света
История фразеологизма: разве можно «проглотить аршин», длина которого равна 71 сантиметру? История фразеологизма: разве можно «проглотить аршин», длина которого равна 71 сантиметру?

Как можно проглотить аршин — полуметровую линейку?

ТехИнсайдер
«Обывательщину на прицел!», или Как в эпоху НЭПа в СССР боролись с мещанством, но не преуспели «Обывательщину на прицел!», или Как в эпоху НЭПа в СССР боролись с мещанством, но не преуспели

Прежде чем рассмотреть мещанина, стоит задаться вопросом: а что же он такое?

Наука
«Джеймс Уэбб» отыскал самую древнюю спокойную галактику «Джеймс Уэбб» отыскал самую древнюю спокойную галактику

Эта спокойная галактика существовала спустя 700 млн лет после Большого Взрыва

N+1
Детский мир Детский мир

Питер Брейгель превратил в детскую площадку целый город

Вокруг света
Поиск себя, детективы и любовь: 10 удачных экранизаций женских романов Поиск себя, детективы и любовь: 10 удачных экранизаций женских романов

Удачные экранизации романов, написанных женщинами

Forbes
«Капитаны Апреля» «Капитаны Апреля»

9 сентября 1973 года группа офицеров тайно собралась в окрестностях города Эвора

Дилетант
Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ): что это такое, как работает Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ): что это такое, как работает

ДПДЗ прямым образом влияет на работу мотора. Как его проверить?

РБК
Как научиться отжиматься: советы для новичков Как научиться отжиматься: советы для новичков

Отжимания, как известно, трудно выполнять правильно. Но не невозможно!

ТехИнсайдер
Свободный доступ Свободный доступ

Что такое инклюзивная среда и почему этот тренд актуален для каждого

РБК
Великобритания подошла для роста гигантских секвой не хуже Калифорнии Великобритания подошла для роста гигантских секвой не хуже Калифорнии

Секвойядендроны можно высаживать для борьбы с изменением климата

N+1
Практика добаюкивания: как перепрожить свой детский опыт и дополучить родительскую любовь Практика добаюкивания: как перепрожить свой детский опыт и дополучить родительскую любовь

Клинический психолог рассказывает о том, как и зачем перепроживать детство

Psychologies
«О расставании как о хеппи-энде» «О расставании как о хеппи-энде»

Любовь Мульменко о своем фильме «Фрау»

Weekend
Сезонный переполох Сезонный переполох

Какие болезни чаще всего обостряются весной и что с этим делать

Добрые советы
Рыцари супа Рыцари супа

Рыцари павийского супа придумали, как разогреть патриотизм историческим рецептом

Вокруг света
Дизайн человека Дизайн человека

Как предсказать будущее фигуры без натальной карты? Боди-менеджмент — наше все.

Собака.ru
Священная гора Священная гора

Kитайский автомобиль от автора Ferrari

Автопилот
Высокодоходный максимум Высокодоходный максимум

Небольшие компании воспользовались шансом занять у частников

Деньги
Золото уходит к центробанкам и частникам Золото уходит к центробанкам и частникам

По итогам года производство золота выросло на 3% до исторического максимума

Деньги
Мастер-класс Мастер-класс

Штрихи к портрету «Джо»

Автопилот
Московский фаюм Московский фаюм

Судьба египтолога Владимира Голенищева и знаменитых фаюмских портретов

Правила жизни
Любовь без памяти: что происходит с нами, когда мы по-настоящему влюбляемся, с точки зрения науки Любовь без памяти: что происходит с нами, когда мы по-настоящему влюбляемся, с точки зрения науки

Как влюбленность влияет на наш организм?

ТехИнсайдер
Свинья Пигкассо, одноухий питбуль Ван Гог и конь Чойя. Животные-художники, которые зарабатывали миллионы долларов Свинья Пигкассо, одноухий питбуль Ван Гог и конь Чойя. Животные-художники, которые зарабатывали миллионы долларов

Почему Пигкассо стала рисовать и какие еще животные заработали миллионы?

СНОБ
Сельхозпроизводство условно стабильно Сельхозпроизводство условно стабильно

В 2023 году сельхозпроизводство показало небольшое снижение и устойчивость

Агроинвестор
Как убедить родителей пойти к психологу: 8 шагов Как убедить родителей пойти к психологу: 8 шагов

Как понять, что вашим родителям нужна помощь психолога?

Psychologies
Миры робинзонады Миры робинзонады

Авторы романов-робинзонад отправляли своих героев на уже известные острова

Вокруг света
Словарь электротехники Словарь электротехники

Гид по электрокарам

Men Today
Искусство, черт побери! Искусство, черт побери!

«Коллекционер – это едва ли не каждый из нас»

Правила жизни
Нормальный по Фрейду. Как родители могут помочь детям на пути взросления Нормальный по Фрейду. Как родители могут помочь детям на пути взросления

С какими трудностями сталкивается современный подросток?

СНОБ
Осторожно, дверцы закрываются Осторожно, дверцы закрываются

На что прежде всего нужно обратить внимание, выбирая идеальный шкаф?

Лиза
Открыть в приложении