Структура нашей вселенной: космическая сеть

С

Наша Местная группа галактик расположена около края Скопления Девы – архипелага из нескольких сотен галактик, центр которого находится приблизительно в 50 млн св.

Структура нашей вселенной: космическая сеть

лет от нас. Скопления и группы организуются в еще более большие объединения. Так называемая Великая Стенки, напоминающая простыню полоса из галактик протяженностью более 200 млн св. лет, – это ближайшее к нам и самое выдающееся из таких огромных образований.

 

Другое скопление – Великий Аттрактор – притягивает нас и все Скопление Девы со скоростью пара сотен километров в секунду.

 

Очень многое созданное природой (горные пейзажи, прибрежные линии, деревья, кровеносные сосуды и т. д.) имеет структуру фрактала. Фрактал – это множество, которое имеет особенное математическое свойство: в случае, если расширить его малую часть, то она совпадет со всем целым. Если бы наша Вселенная имела подобную форму – складывалась из скоплений, скоплений, скоплений и без того до бесконечности, в то время как бы глубоко мы ни погружались в космос и какой бы количество ни охватили, галактики имели бы «пятнистое» распределение. Забираясь глубже, мы бы все больший масштаб в иерархии скоплений. Но наша Вселенная выглядит не так.

Замечательные телескопы показывают галактики, отдаленные от нас на пара миллиардов св. лет. В этого более чем огромного объема астрономы выделили множество таких же скоплений, как Скопление Девы, и нашли такие же структуры, как Великая Стенки. Но более глубокие поиски не выявляют никаких отчетливых структур более большого масштаба.

Структура нашей вселенной: космическая сеть

По словам гарвардского астронома Роберта Киршнера, мы достигли «предела величия». Коробка со сторонами 200 млн св. лет (а это расстояние все еще мало если сравнивать с границами наших наблюдений, каковые составляют приблизительно 10 млрд св. лет) достаточно вместительна, дабы содержать в себе самые громадные структуры и быть «в полной мере приличной» вселенной. Где бы она ни находилась, такая коробка будет вмещать приблизительно однообразное число галактик, сгруппированных подобным образом в скопления, нитевидные структуры и т. д.

Структура нашей вселенной: космическая сеть

Иерархия скоплений не копируется до вечно огромного масштаба.

 

Так, наша Вселенная не есть несложным фракталом. Более того, масштаб сглаживания мал если сравнивать с самыми громадными расстояниями, каковые смогут охватить наши телескопы. В качестве аналогии представьте себе, что вы плывете на корабле посередине океана. Вас окружают сложные структуры волн, каковые теряются где-то на горизонте.

 

Но вы имеете возможность изучать их статистически, в силу того, что ваше поле зрения простирается достаточно на большом растоянии, дабы заметить много волн. Кроме того огромные океанские волны значительно меньше расстояния до горизонта, и в своем воображении вы имеете возможность поделить то, что видите, на множество отдельных секторов, любой из которых должен быть большим, дабы нести адекватную данные. Тут существует отличие между морскими и горными пейзажами, где один громадный пик довольно часто господствует над всем горизонтом и вы не имеете возможность выяснить некую среднюю величину, как в море. (Ландшафты и в действительности смогут быть подобными фракталам. Фрактальная математика употребляется в программах компьютерной графики для создания мнимых пейзажей в кино.)

 

Космические структуры охватывают широкий диапазон измерений: звезды, галактики, скопления и сверхскопления. В масштабе меньшем 1/300 горизонта концентрация галактик изменяется более чем в два раза в зависимости от места.

Структура нашей вселенной: космическая сеть

В громадных масштабах флуктуация меньше (не смотря на то, что имеется пара сильно выраженных структур вроде Великого Аттрактора). В случае, если продолжать аналогию с океаном, сверхскопления галактик возможно сравнить с самыми долгими волнами, каковые возможно подметить. Потом мы заметим, что данный масштаб зависит от одного космического числа Q, которое появилось на самом раннем этапе развития Вселенной, и что «зародыши» скоплений и сверхскоплений – структуры, отдаленные на миллионы св. лет, – возможно отследить до того времени, в то время, когда вся Вселенная имела микроскопический размер.

 

Быть может, это самая необычная связь между далеким внутренним пространством и космическим пространством микромира.

Возможно высказать предположение, что структура Вселенной в таких громадных масштабах не имеет никакого отношения к нашей среде обитания в Нашей системы. Казалось бы, какое значение имеет, содержится ли в нашей Галактике квадриллион звезд либо «всего лишь» миллион, а не 100 млрд, как мы можем делать выводы из наблюдений? Принадлежит ли наша Галактика к скоплению, содержащему миллионы других галактик, либо их всего пара штук? Но если бы существовала более разнородная вселенная, чем наша, она бы не была таковой благосклонной к звездам и планетам. Иначе, менее разнородная вселенная была бы, мягко говоря, неинтересной: в ней не сформируются галактики и звезды, а вся материя будет очень сильно рассеяна и аморфна.

Мы можем отметить одно ответственное следствие сглаживания в громадных масштабах – оно делает вероятной космологию как науку, разрешая нам выяснить средние чёрта Вселенной: демографию галактик, статистику скоплений и т. д. Не обращая внимания на существование галактик и скоплений, не редкость полезно поразмыслить о сглаженных чертях Вселенной: мы обрисовываем Землю как «круглую», не обращая внимания на сложную топографию гор и океанских глубин. Однако было бы бессмысленно обрисовывать Землю как «совсем круглую», если бы ее горы возвышались на тысячи километров, а не на тысячи метров.

Еще куда более принципиально важно то, что благодаря данной интерпретации мы можем осмысленно задать вопрос о том, есть ли наша Вселенная статичной либо же она расширяется либо сжимается.

Об авторе