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

Теория игр Теория игр

Прав ли сказавший, что наша жизнь – игра?

Вокруг света
Не пора ли подумать о протекционизме? Не пора ли подумать о протекционизме?

Протекционизма как системы защиты в России пока нет

Монокль
Мадс Миккельсен. Великий и ужасный Мадс Миккельсен. Великий и ужасный

Он никогда не мечтал сниматься в кино и вообще становиться  актером

Караван историй
Что делать, если вы придаете значение праздникам и годовщинам, а ваш партнер — нет Что делать, если вы придаете значение праздникам и годовщинам, а ваш партнер — нет

Что происходит, если ваши с партнером взгляды на даты и годовщины расходятся?

Psychologies
Тяжелый легкий бег Тяжелый легкий бег

Как работает организм на марафонских дистанциях

Популярная механика
Почему водка перестает быть мужским напитком Почему водка перестает быть мужским напитком

Как водка стала мужским напитком и почему ее все чаще пьют женщины

СНОБ
«Материнский инстинкт»: как драма с Энн Хэтэуэй и Джессикой Честейн исследует горе «Материнский инстинкт»: как драма с Энн Хэтэуэй и Джессикой Честейн исследует горе

«Материнский инстинкт»: драма о том, как общество демонизирует горюющих женщин

Forbes
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.
Японский – простой язык Японский – простой язык

Сложности при изучении японского глубоко укоренены в самой японской ментальности

Знание – сила
Красный рынок: как в СССР распродавали частные коллекции и собрание Эрмитажа Красный рынок: как в СССР распродавали частные коллекции и собрание Эрмитажа

Исторический триллер на стыке политики, черного рынка и искусства

Правила жизни
Не просто жена: как появились первые леди и почему они стали влиять на политику Не просто жена: как появились первые леди и почему они стали влиять на политику

Как институт «первых леди» распространился на жен (и мужей) лидеров государств

Forbes
Строительный материал из золы: химики создали экологичный метод утилизации отходов с тепловых электростанций Строительный материал из золы: химики создали экологичный метод утилизации отходов с тепловых электростанций

Один из наиболее экологичных способов утилизации отходов тепловых электростанций

ТехИнсайдер
Авианосцы постройки Италии и Испании. Часть 1: Италия Авианосцы постройки Италии и Испании. Часть 1: Италия

Флагманы итальянского флота — авианосцы «Джузеппе Гарибальди» и «Конте Ди Кавур»

Наука и техника
101-летний долгожитель рассказал, как он добился своих целей в карьере, и поделился своим секретом долголетия 101-летний долгожитель рассказал, как он добился своих целей в карьере, и поделился своим секретом долголетия

101-летний Коэн рассказал, что за десятилетия усвоил ряд уроков долголетия

Inc.
«Масло с водой не смешивается». Глава из романа «Заххок» Владимира Медведева «Масло с водой не смешивается». Глава из романа «Заххок» Владимира Медведева

Глава из романа, в котором пересекаются культуры прошлого и настоящего «Заххок»

СНОБ
В новую квартиру В новую квартиру

В эпоху переосмысления это полотно стало символом нормализации репрессий

Дилетант
6 простых правил, которые сделают тебя стройной к летнему сезону 6 простых правил, которые сделают тебя стройной к летнему сезону

Как терять вес, получая удовольствие от процесса?

VOICE
«Мы мало времени проводим вместе»: как решить эту проблему — 11 главных шагов «Мы мало времени проводим вместе»: как решить эту проблему — 11 главных шагов

Как сохранить союз, невзирая на загруженную жизнь?

Psychologies
Зачем кенгуру три влагалища и две матки? Такого вам не расскажут в школе Зачем кенгуру три влагалища и две матки? Такого вам не расскажут в школе

Говорят, что быть «немножко беременной» невозможно. Это вы скажите кенгуру

ТехИнсайдер
Березовый сок: как правильно добывать, чтобы не навредить дереву? И чем на самом деле поили нас в СССР? Березовый сок: как правильно добывать, чтобы не навредить дереву? И чем на самом деле поили нас в СССР?

Когда и как правильно собирать березовый сок, чтобы не навредить дереву

ТехИнсайдер
Вот что нужно знать, если вы хотите начать медитировать! Простые советы экспертов Вот что нужно знать, если вы хотите начать медитировать! Простые советы экспертов

Самым большим препятствием на пути к практике медитации является начало

ТехИнсайдер
Все альбомы Depeche Mode от худшего к лучшему Все альбомы Depeche Mode от худшего к лучшему

Для тысяч россиян Depeche Mode — саундтрек всей их жизни, начиная с 80-х

Maxim
Сопрано для диктатуры пролетариата Сопрано для диктатуры пролетариата

Как «Тоску» Пуччини заставили бороться за коммуну

Weekend
«Нет, ваше величество…» «Нет, ваше величество…»

Как любой большой человек, Канкрин оценивался крайне противоречиво

Дилетант
Как это написать по-угаритски? Как это написать по-угаритски?

Угарит, древний город-государство вблизи сирийского города Латакия

Знание – сила
Удар в спину Удар в спину

Случается, что в трудный час подводят те, кому больше всего доверял: истории

Лиза
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
5 самых «пьющих» профессий в России 5 самых «пьющих» профессий в России

Представителям этих профессий требуется алкоголь, чтобы расслабиться

Maxim
«В России можно накапливать только рубль» «В России можно накапливать только рубль»

Как под воздействием санкций меняется валютный рынок?

Монокль
Автоматические ремни безопасности: гениальное изобретение или бестолковая ерунда? Автоматические ремни безопасности: гениальное изобретение или бестолковая ерунда?

Автопроизводители порой устраивали с ремнями безумные эксперименты...

Maxim
Открыть в приложении