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
Чек-лист тревожного человека: как понять, что тебе нужна помощь Чек-лист тревожного человека: как понять, что тебе нужна помощь

Как понять, что твоя тревожность уже вышла за рамки нормальной реакции

VOICE
«Al кардинально изменит роль химика-исследователя» «Al кардинально изменит роль химика-исследователя»

Почему без искусственного интеллекта не достичь заметных результатов в науке

Наука
Свидетель народа Свидетель народа

Как историк Василий Суриков оказывался всегда современным

Weekend
Книги Книги

Лучшие современные иностранные романы: выбор Яны Вагнер

Правила жизни
6 особенностей квартиры, которые выдают неуверенную в себе женщину 6 особенностей квартиры, которые выдают неуверенную в себе женщину

Что интерьер квартиры может рассказать про самооценку её хозяйки?

Psychologies
Пой, ласточка, пой Пой, ласточка, пой

Какими умениями нужно обладать, чтобы стать оперным певцом

Лиза
Этилацетат оказался самым важным компонентом бельгийского пива Этилацетат оказался самым важным компонентом бельгийского пива

Кченые проанализировали химический состав 250 марок бельгийского пива

N+1
Масло масляное Масло масляное

Какое растительное масло лучше купить и как его правильно использовать

Добрые советы
Австралийский миллиардер снова возобновляет работу над созданием копии «Титаника». Первый рейс запланирован на 2027 год Австралийский миллиардер снова возобновляет работу над созданием копии «Титаника». Первый рейс запланирован на 2027 год

Клайв Палмер возобновил строительство копии «Титаника»

Правила жизни
7 возможных причин, почему вы часто плачете 7 возможных причин, почему вы часто плачете

Нормально ли часто плакать и в чем может быть причина? Вот что говорят эксперты

Psychologies
Дизайн человека Дизайн человека

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

Собака.ru
Ретроградный Меркурий в 2024 году Ретроградный Меркурий в 2024 году

Так ли виноват ретроградный Меркурий и какие сюрпризы от него ждать в этом году?

Лиза
Выживание белоголовых орланов зависит от здоровья луговых собачек Выживание белоголовых орланов зависит от здоровья луговых собачек

Луговые собачки являются важным ресурсом как минимум для четырех видов хищников

ТехИнсайдер
Высокое собрание Высокое собрание

Кто такой коллекционер? Эксперт? Знаток? Ценитель?

Правила жизни
Самые первые фильмы великих режиссеров Самые первые фильмы великих режиссеров

Про что было первое, робкое кино Нолана, Кэмерона, Бессона или Вильнёва

Maxim
Слово пацану Слово пацану

Андрей Максимов о "Слове пацана" и не только

Men Today
Хочу булочку! Хочу булочку!

Как есть мучное и при этом не набирать вес: советы нутрициолога

Лиза
Вставить чип прямо в мозг: каким образом современные технологии помогают парализованным людям и как это работает Вставить чип прямо в мозг: каким образом современные технологии помогают парализованным людям и как это работает

Технология Stentrode может помочь пациентам, утратившим двигательные функции

Inc.
Сто смет одиночества Сто смет одиночества

Есть ли шанс привить миллениалам и зумерам ценности многодетной семьи

Монокль
Кубрик после Кубрика Кубрик после Кубрика

10 наследников Стэнли Кубрика по кривой

Weekend
Мечта как бунт Мечта как бунт

«Алые паруса»: Пьетро Марчелло экранизирует Александра Грина

Weekend
Холодная красота «Дюны: часть вторая»: каким получился новый фильм Дени Вильнева Холодная красота «Дюны: часть вторая»: каким получился новый фильм Дени Вильнева

Как канадский режиссер Дени Вильнев продолжает сагу «Дюны» спустя три года

Правила жизни
Многогранные инвестиции Многогранные инвестиции

Какие камни собирать, чтобы сохранить капитал

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Радость, усни Радость, усни

«Герой наших снов»: анекдот о славе и цифровом капитализме с Николасом Кейджем

Weekend
Не можете уснуть? Держите глаза открытыми Не можете уснуть? Держите глаза открытыми

Снова ворочаетесь всю ночь? Никак не можете заснуть, ложась в кровать?

ТехИнсайдер
Радиотелескоп MeerKAT случайно открыл 49 новых галактик за пару часов Радиотелескоп MeerKAT случайно открыл 49 новых галактик за пару часов

MeerKAT смог за 2,3 часа открыть 49 галактик по излучению нейтрального водорода

N+1
О тонкостях астрономической терминологии О тонкостях астрономической терминологии

«Протопланетный» или «протопланетарный»: есть ли разница?

Наука и техника
4 типа начальников и как ими управлять 4 типа начальников и как ими управлять

Какие существуют психотипы руководителей и как с ними взаимодействовать?

Maxim
Кокаин, связь с мафией и удар стулом: за что известные футболисты попадали в тюрьму Кокаин, связь с мафией и удар стулом: за что известные футболисты попадали в тюрьму

Самые известные истории футболистов, попадавших в тюрьму

Forbes
Открыть в приложении