Структура нашей вселенной: космическая сеть

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

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.

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.

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.

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.