Правда ли, что вселенная на 99% состоит из пустоты?

Эпсилон Эридана

Звезда, которая необычайно близка к Солнцу и очень похожа на нее по своим характеристикам, называется эпсилон Эридана. Действительно, от Солнца данная звезда расположена на расстоянии 10,5 световых лет, что в рамках космических расстояний является необычайно малой величиной. Данную звезду можно легко наблюдать без телескопа, ведь вместе с составляющими UB и BL в созвездии Кита, она представляет тройку ближайших к нам звезд.

Сравнение размеров звезды Эпсилон Эридана (слева) и Солнца

У эпсилон Эридана нет общеупотребляемого названия, но иногда ее можно встретить под именем Аль-Садира. Данное светило также располагается на главной последовательности и относится к классу К2. Звезда третьей величины незначительно уступает по своим характеристикам Солнцу: она на 15% легче его, а ее светимость равна лишь 30% солнечной. При этом эпсилон Эридана отличается наличием сильного электромагнитного поля и быстрым вращением вокруг своей оси – полный оборот совершается за 11 суток.

Эпсилон Эридана b

Звезда Эпсилон в созвездии Эридана интересна тем, что около нее было открыто целых два астероидных пояса. Оба они были обнаружены в 2008 году американскими астрономами. Один из них расположен на расстоянии в 3 астрономических единицы, а второй –  20 единиц от звезды. В окружении звезды предполагается существование как минимум одной экзопланеты, которой дали название эпсилон Эридана b. Данная планета имеет сходство с Юпитером, вращается вокруг звезды по довольно вытянутой орбите и удалена от нее на расстояние в 3,3 а.е.

Вселенная. Расшифровка понятия

Вселенная – грандиозное, непостижимых размеров пространство, заполненное квазарами, пульсарами, черными дырами, галактиками и материей. Все эти компоненты находятся в постоянном взаимодействии и формируют наше мироздание в том виде, каким мы его себе представляем. Нередко звезды во Вселенной находятся не поодиночке, а в составе грандиозных скоплений. В некоторых из них может быть несколько сотен, а то и тысяч такого рода объектов. Астрономы говорят, что небольшие и средние скопления («лягушачья икра») образовались совсем недавно. А вот шаровидные образования – древние и очень древние, «помнящие» еще первичный космос. Вселенная таких образований содержит много.

Какую форму имеет Млечный Путь?

При изучении галактик Эдвин Хаббл классифицировал их на различные виды эллиптических и спиральных. Спиральные галактики имеют форму диска, внутри которого находятся спиральные рукава. Поскольку Млечный путь имеет форму диска наряду со спиральными галактиками, логично предположить, что он, вероятно, является спиральной галактикой.

В 1930-х годах Р. Дж. Трюмплер понял, что оценки размера галактики Млечный Путь, совершенные Капетином и другими учеными, были ошибочными, поскольку измерения основывались на наблюдениях с помощью волн излучения в видимой области спектра. Трюмплер пришел к выводу, что огромное количество пыли в плоскости Млечного Пути поглощает свет видимого излучения. Поэтому далекие звезды и их скопления кажутся более призрачными, чем они есть на самом деле. В связи с этим, для получения точного изображения звезд и звездных скоплений внутри Млечного Пути, астрономы должны были найти способ видеть сквозь пыль.

В 1950-х годах были изобретены первые радиотелескопы. Астрономы обнаружили, что атомы водорода излучают радиацию в радиоволнах, и что такие радиоволны могут проникнуть сквозь пыль в Млечном Пути. Таким образом, стало возможно увидеть спиральные рукава этой галактики. Для этого использовалась пометка звезд по аналогии с пометками при измерениях расстояний. Астрономы поняли, что звезды спектрального класса O и B могут послужить для достижения этой цели.

Такие звезды имеют несколько особенностей:

  • яркость – они весьма заметны и часто встречаются в небольших группах или объединениях;
  • тепло – они излучают волны разной длины (видимые, инфракрасные, радиоволны);
  • короткое время жизни – они живут около 100 миллионов лет. Учитывая скорость, с которой звезды вращаются в центре галактики, они не перемещаются далеко от места рождения.

Астрономы могут использовать радиотелескопы для точного сопоставления позиций звезд спектрального класса O и B, и, руководствуясь доплеровскими смещениями радиоспектра, определять скорость их движения. После проведения таких операций со многими звездами, ученые смогли выпустить комбинированные радио и оптические карты спиральных рукавов Млечного пути. Каждый рукав назван по имени созвездия, существующего в нем.

Астрономы считают, что движение материи вокруг центра галактики создает волны плотности (области высокой и низкой плотности), такие же, как вы видите, перемешивая тесто на торт электрическим миксером. Полагается, что эти волны плотности вызвали спиральный характер галактики.

Таким образом, рассматривая небо в волнах разной длины (радио, инфракрасные, видимые, ультрафиолетовые, рентгеновские) с помощью различных наземных и космических телескопов, можно получить различные изображения Млечного Пути.

Ближайшие к Земле пустоты

Ближе других к нашей планете расположен войд Козерога, название дали по созвездию, в котором находится. Его местоположение поблизости от сверхскоплений Змееносца и Павлина-Индейца. О его строении практически ничего не известно, предположительно в нем очень мало галактик. Расстояние от нашей галактики до данного астрономического объекта составляет примерно сотню миллионов световых лет. Приблизительное такое же расстояние отделяет нас от пустоты Волопаса, про которую рассказывалось выше, а также от пустоты Скульптора. Обе они очень большое, войд Волопаса в окружности достигает 250 миллионов световых лет, Скульптора меньше, но ненамного. Внутри него есть небольшое скопление, численность которого не превышает 90 галактик.

Звезда первой величины в Эридане

Фото Ахернар

Вот и первая особенность созвездия Эридан – в нем есть звезды первой величины. Таковой звездой является альфа Эридана или иначе Ахернар, что в переводе с древнеарабского может значить «конец реки». Видимая звездная величина ее равна 0,46m. Ахернар имеет очень плоскую форму, а все потому, что скорость ее вращения необычайно велика. Благодаря высокой скорости вращения радиус экватора Ахернара в половину больше, чем межполюсное расстояние звезды. Таким образом, в виду своей «сплюснутости», данная звезда является наименее сферической из всех известных в астрономии звезд.

Полярное сжатие Ахернара из-за быстрого вращения звезды

Помимо того, что альфа Эридана – самая яркая в данном созвездии, она еще и занимает далеко не последнее место среди всех имеющихся на небе звезд. Если быть точным – Ахернар является девятой по яркости звездой на всем небосклоне. Альфа Эридана представляет собой голубоватого сверхгиганта, который удален от Земли на 144 световых года. Территориально она расположена в хвостовой части созвездия Эридан, отсюда и происходит арабское название звезды.

Звезда Ахернар относится к спектральному классу B3 V. Температура поверхности звезды равна 15 000 К. Его светимость превышает солнечную примерно в 800 раз, масса составляет приблизительно 6-8 масс Солнца, а радиус превалирует над солнечным в 10 раз. Альфа Эридана расположена на главной последовательности эволюции звездных тел.

Войды В космосе. Войд и супервойд (void & supervoid)! Что это такое?

( 4 голосов, средний балл: 5,00 из5)

Сегодня мы расскажем вам о довольно интересных объектах в структуре нашей Вселенной, которые астрофизики называют войдами.

С английского слово void переводится как пустота. Под этим термином понимают пространство между галактическими нитями, в котором почти полностью отсутствуют галактики и скопления галактик.

Подобные космические пустоты обычно имеют диаметр от 10 до 100 мегапарсек, особенно крупные такие пустоты, определяемые отсутствием галактических объектов или их скоплений, называют супервойдами.

Войды и супервойды определяются по аномально низкой плотности обычного видимого то есть барионного, вещества в них, которая составляет менее одной десятой от средней плотности материи, которая считается типичной для наблюдаемой Вселенной.

Подобные объекты впервые были обнаружены в 1978 году в новаторском исследовании Стивена Грегори и Лэрдда Томпсона в Национальной обсерватории Кит-Пик. С тех пор астрофизики обнаружили в наблюдаемой Вселенной множество крупных войдов и супервойдов. Среди них отметим Гигантский войд или супервойд Гончих Псов, являющийся самым большим на данный момент во Вселенной с диаметром от 300 до 400 мегапарсек, а также супервойды Эридана, Козерога, Скульптора, Волопаса и другие.

Структура нашей Вселенной или так называемая космическая сетка на данный момент состоит из войдов и стен. В свою очередь стены состоят из галактических нитей и кластеров, в которых пересекаются нити и сами стены между собой.

Войды являются одними из крупнейших образований в структуре Вселенной, занимая основную часть ее пространства. Будучи главными элементами крупномасштабной структуры, войды разграничиваются галактическими нитями, состоящими из скоплений и сверхскоплений галактик.

По мнению ученых, войды составляют до 50 процентов объема Вселенной, и этот процент, по их же мнению, будет продолжать расти благодаря сверхсильной гравитации, которая притягивает к себе всю окружающую их материю.

Согласно последних астрофизических теорий, в войдах могут быть «темная энергия» и протогалактические облака. Кроме этого, в 2014 году астрономы из Университета Пенсильвании, использовавшие данные Слоановского цифрового небесного обзора для 40 миллионов галактик и 20 тысяч войдов, обнаружили в войдах небольшие искажения в направлениях распространения света, создаваемые, предположительно, темной материей.

Полагают, что войды были образованы барионными акустическими колебаниями в Большом Взрыве, разрушениями массы, сопровождаемыми имплозией сжатой обычной видимой барионной материи. Исходя из первоначально небольших анизотропий от квантовых флуктуаций в ранней Вселенной, анизотропии с течением времени увеличивались по масштабам. Регионы с более высокой плотностью сжимались быстрее под действием силы тяжести, что в конечном итоге приводило к образованию крупномасштабной пенообразной структуры или своеобразной «космической сетки» из пустот и галактических нитей, наблюдаемых сегодня. Таким образом, пустоты, расположенные в средах с высокой плотностью, меньшие по своим размерам, чем пустоты, расположенные в пространствах низкой плотности Вселенной.

История

Созвездие Эридан, рисунок Яна Гевелия из его атласа созвездий

Данное созвездие является очень древним, его открытие приписывали еще Евдоксу. Благодаря своей извилистой форме, данный объект наши прародители ассоциировали с рекой. Собственно, и свое название созвездие получило от реки Эридан, которую, согласно мифам древних греков, можно отождествлять с реками Нил, Евфрат или По. Эридан числится среди прочих 48 созвездий птолемеевского «Альмагеста».

Список созвездий зимнего неба
Декабрь Овен·Кит·Эридан·Печь·Часы·Южная Гидра·Персей·Треугольник
Январь Резец·Золотая Рыба·Столовая Гора·Орион·Сетка·Телец
Февраль Возничий·Жираф·Большой Пес·Голубь·Близнецы·Заяц·Единорог·Живописец

Факты, положение и карта

С площадью в 1138 квадратных градусов созвездие Эридана занимает 6-е место по размерам. Охватывает первый квадрант южного полушария (SQ1). Его можно отыскать в широтах от +32° до -90°. Соседствует с Туканом, Тельцом, Фениксом, Орионом, Зайцем, Южной Гидрой, Часами, Китом, Резцом и Печью.

Эридан
Лат. название Eridanus
Сокращение Eri
Символ Эридан
Прямое восхождение от 1h 20m до 5h 05m
Склонение от -58° 30’ до 0° 00’
Площадь 1138 кв. градусов
(6 место)
Ярчайшие звёзды
(величина < 3m)
  • Ахернар (α Eri) — 0,46m
  • Курса (β Eri) — 2,78m
  • Заурак (γ Eri) — 2,97m
Метеорные потоки
Соседние созвездия
  • Орион
  • Телец
  • Кит
  • Заяц
  • Печь
  • Феникс
  • Южная Гидра
  • Тукан (угол)
  • Часы
  • Резец
Созвездие видимо в широтах от +32° до -90°.
Лучшее время для наблюдения — ноябрь

Вмещает 7 звезд с планетами, ни одного объекта Мессье и метеорного потока. Ярчайшая звезда – Ахернар (видимая визуальная величина – 0.445). Также занимает 9-е место по яркости в небе. Созвездие относится к группе Небесных Вод, где можно заметить Голубя, Дельфина, Паруса, Компас, Корму, Южную Рыбу, Малого Коня и Киль. Рассмотрите схему созвездия Эридан на карте звездного неба.

Одеяло Млечного Пути

Тем не менее недавнее открытие может окончательно поставить крест на этой головоломке, поскольку наша галактика, кажется, окутана огромным облаком горячего газа. Оно образует что-то вроде гало вокруг Млечного Пути и горит при температуре 1-2,5 миллиона градусов по Цельсию. Обсерватория Чандра в сотрудничества с Европейским XMM Newton и японским спутником Suzaku смогла наблюдать некоторые странные вещи, происходящие с окрестностями нашей Солнечной системы. Оказалось, что галактику венчает невероятно большое облако перенасыщенного кипящего газа.

Этот ореол газа неопределенных размеров может в несколько раз превышать размер самой галактики, а то и больше.

Открытие и значение

Холодное пятно реликтового излучения наблюдалось спутником Planck с аналогичной значимостью. Изображение создано с помощью программы Celestia

В первый год сбора данных с помощью зонда микроволновой анизотропии Уилкинсона (WMAP) область неба в созвездии Эридана оказалась более прохладной, чем окружающая область. Впоследствии, используя данные, собранные WMAP за 3 года, была оценена статистическая значимость такого большого прохладного региона. Вероятность обнаружения отклонения, по крайней мере, столь же высока при гауссовском моделировании, составила 1,85%. Таким образом, кажется маловероятным, но не невозможным, что холодное пятно было создано стандартным механизмом квантовых флуктуаций во время космологической инфляции , которая в большинстве инфляционных моделей приводит к гауссовой статистике. Холодное пятно также может, как указано в приведенных выше ссылках, быть сигналом негауссовских первичных флуктуаций.

Некоторые авторы ставили под сомнение статистическую значимость этого холодного пятна.

В 2013 году холодное пятно реликтового излучения наблюдалось спутником Planck с аналогичной значимостью, исключая возможность того, что оно было вызвано систематической ошибкой спутника WMAP.

Гигантский поток водорода

Астрономы никогда не ждали, что найдут такое газовое чудище, и каково же было их удивление, когда стало известно, что, во-первых, такие большие собрания водорода никогда не обнаруживались за пределами галактик. Во-вторых, одни только размеры этой штуки просто ошеломляют: в ней больше водорода, чем в галактиках Млечный Путь и Андромеда, вместе взятых. Есть несколько возможных объяснений, самое интересное из которых подразумевает, что мы видим остатки галактического столкновения. Гравитационное влияние участвующих галактик вытащило и растянуло поток газа как гигантскую вермишель.

Показалось?

 
И вот в 2009 году ЕКА вывело на орбиту более совершенный телескоп «Планк».  Космический аппарат имел на борту два инструмента для исследования неба: низкочастотный приемник, охватывающий диапазон частот от 30 до 70 ГГц, что соответствует волнам длиной примерно от 4 до 10 мм, и высокочастотный приемник с частотой от 100 до 857 ГГц и длиной волн от 0,35 до 1 мм. Собранное излучение на приборы фокусируется системой из двух зеркал – главного, размером 1,9 на 1,5 м, и вторичного, размер которого 1,1 на 1,0 м. Приемники телескопа были охлаждены практически до абсолютного нуля, работая при температуре –273,05 °C, то есть на 0,1 °С выше абсолютного нуля. Наблюдение за небом «Планк» продолжал вплоть до исчерпания в январе 2012 года жидкого гелия, охлаждающего приемники.

Телескоп «Планк» в точке Лагранжа L2 системы Солнце – Земля / popsci.com
 
Он должен был опровергнуть результаты, полученные WMAP, или, напротив, их подтвердить. И первый анализ полученных данных, проведенный в 2013 году, показал, что «Ось зла» во Вселенной действительно существует. Но на тот момент еще не были опубликованы все полученные космическим аппаратом данные.
 
И только в прошлом году, опираясь уже на результаты анализа полного набора данных с телескопа, команда исследователей Университетского колледжа Лондона (University College London, UCL) и Имперского колледжа (Imperial College London) установила, что на самом деле никакой «оси» не существует. Данные, полученные с телескопа в период с 2009 по 2013 год, были проанализированы с помощью суперкомпьютера. Результаты анализа показали: Вселенная изотропна.  Исследование британских астрономов было опубликовано в мае 2016 года журналом Physical Review Letters.
 
Даниела Сааде (Daniela Saadeh), исследователь-космолог из отдела физики и астрономии Университетского колледжа Лондона, принимавшая участие в исследовании, не скрывает своей радости: «Можно сказать, что мы спасли космологию от полного пересмотра».
 
В пояснении к результатам исследования, размещенном на сайте колледжа, Даниела объясняет: «Результаты исследования являются лучшим доказательством того, что Вселенная одинакова во всех направлениях. Наше нынешнее понимание устройства Вселенной строится на предположении, что она не предпочитает одно направление другому. Но нужно понимать, что теория относительности Эйнштейна в принципе не отрицает возможность существования несбалансированного пространства

Вселенные, которые вращаются или растягиваются, вполне могут существовать, поэтому очень важно, что в нашем случае это не так. Хотя мы, конечно, не можем полностью исключать этого, но наши вычисления говорят о том, что вероятность этого только один к 121 000».
 

Сканирование небесной сферы телескопом «Планк» / esa.int

&nbsp

Великая стена CfA2

Как и большинство объектов в этом списке, Великая стена (также известная как Великая стена CfA2) когда-то тоже могла похвастаться титулом самого большого из известных космического объекта во Вселенной. Она была открыта американским астрофизиком Маргарет Джоан Геллер и Джоном Питером Хучрой во время изучения эффекта красного смещения для Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. По подсчетам ученых, его длина составляет 500 миллионов световых лет, а ширина 16 миллионов световых лет. По своей форме он напоминает Великую Китайскую стену. Отсюда и прозвище, которое он получил.

Точные же размеры Великой стены по-прежнему остаются загадкой для ученых. Она может быть гораздо больше, чем считается, и иметь протяженность 750 миллионов световых лет. Проблема в определении точных размеров заключена в ее расположении. Как и в случае со сверхкластером Шепли, Великая стена частично закрыта «зоной избегания».

Вообще эта «зона избегания» не позволяет разглядеть около 20 процентов наблюдаемой (досягаемой для нынешних технологий) Вселенной, потому что находящиеся внутри Млечного Пути плотные скопления газа и пыли (а также высокая концентрация звезд) сильно искажает оптические длины волн. Для того чтобы посмотреть сквозь «зону избегания», астрономам приходится использовать иные виды волн, такие как, например, инфракрасные, которые позволяют пробиться еще через 10 процентов «зоны избегания». Через что не смогут пробиться инфракрасные волны, пробиваются радиоволны, а также волны ближнего инфракрасного спектра и рентгеновские лучи. Тем не менее фактическое отсутствие возможности увидеть такой большой регион космоса несколько расстраивает ученых. «Зона избегания» может содержать информацию, которая сможет заполнить пробелы в нашем знании космоса.

Великая Пустота. Подходы к определению

Шуньята — наиболее трудное понятие буддизма, не поддающееся простому описанию и определению. Постижение «пустоты» — важная цель буддийских, по-разному рекомендуемых разными.

Ещё в палийском каноне встречается это понятие: В Сутта-нипате приведены слова Будды Сиддхартхи Гаутамы Шакьямуни:

«Как на пустоту взирай ты на этот мир. Разрушив обычное понимание себя, ты поборешь и смерть. Владыка смерти не узрит того, кто так смотрит на мир.» (Сутта-нипата, строфа 1118).

Неточное понимание термина «пустоты» в небуддийских переводах и комментариях привело к тому, что буддизм получил репутацию философии,, отказа от доводов рассудка и от словесного понимания, отказа от позитивных тезисов, представления о всеобщей иллюзорности и т. п.; за подобные взгляды буддизм постоянно подвергался критике небуддийских школ

В то же время буддийские школы, развивая понятие о пустоте, категорически отрицают все перечисленные пункты, акцентируя внимание на «», «»,и обусловленности

В другом контексте термин употребляется для обозначения. В данном случае Аштасахасрика праджняпарамита сутра определяет шуньяту как то, что «не имеет причины», «находится вне мышления или понятия», «не родится» и «не имеет измерения». Так нередко вопрос понимают буддологи. Между тем, буддийское «абсолютное» (парамартха) нельзя считать отдельным от феноменов, самостоятельным, реальным со своей стороны Абсолютом. В больших сутрах Праджняпарамиты (25-тысячной, 100-тысячной) постулируется не только пустота субъекта и явлений, но и пустота абсолютного (парамартха шуньята) и пустота пустоты (шуньята шуньята) от самобытия.14-й Далай-Лама говорит об этом так:

Эхо Большого взрыва

 
Земля смотрит в небо тысячами глаз-телескопов. Еще несколько десятков размещены на орбите. Первые телескопы были оптическими и предназначались для наблюдения световой части спектра электромагнитного излучения, которая доступна человеческому глазу. Современные же всматриваются в бездонное космическое пространство и наблюдают его объекты во всем спектре электромагнитного излучения. К примеру, космическая обсерватория Swift. Она предназначена для регистрации и наблюдения космических гамма-всплесков – исполинских выбросов энергии, наблюдаемых в отдаленных галактиках. Место коротковолнового гамма-излучения в самом начале электромагнитного спектра. Российская орбитальная обсерватория «Радиоастрон» изучает черные дыры и нейтронные звезды в радиодиапазоне, ближе к другому концу спектра.
 
Некоторые орбитальные обсерватории известны больше, некоторые меньше. Возглавляет рейтинг популярности космический телескоп «Хаббл», находящийся на орбите уже 27 лет. Он изучает космос в видимом, ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах. Широко известен и «Кеплер», оснащенный сверхчувствительным фотометром, работающим в диапазоне 430–890 нм (видимый и инфракрасный диапазоны) и способный одновременно наблюдать за колебанием яркости 145 000 звезд.
 
Но есть среди них орбитальные обсерватории, основное предназначение которых не отдельные звезды, планеты или галактики, а сама Вселенная. Цель их нахождения на орбите – помочь астрономам разобраться в структуре нашей Вселенной, попытаться понять ее историю.  А возможно, и увидеть через стену невероятных расстояний и другие вселенные.
 
Запущенная NASA в июне 2001 года обсерватория WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) относилась именно к таким. Аппарат предназначался для изучения фонового реликтового излучения, которое образовалось в результате Большого взрыва. До октября 2010 года он находился в 1,5 млн км от Земли на орбите около точки Лагранжа L2 системы Солнце – Земля. В период с 2001 по 2009 год он сканировал небесную сферу и передавал результаты наблюдений на Землю. На основании данных, полученных телескопом, была составлена подробная радиокарта неба на нескольких длинах электромагнитных волн: от 1,4 см до 3 мм, что соответствует микроволновому диапазону.
 
Реликтовое излучение заполняет Вселенную равномерно. Это фоновое микроволновое излучение, которое возникло в эпоху первичной рекомбинации водорода, своеобразное «эхо» Большого взрыва. Оно обладает высокой степенью изотропности, то есть однородности во всех направлениях.  Его спектр излучения соответствует спектру излучения абсолютно черного тела с температурой 2,72548 ± 0,00057 К. Максимум излучения приходится на электромагнитные волны длиной 1,9 мм и частотой 160,4 ГГц, (микроволновое излучение). Не вдаваясь в детали, на шкале электромагнитного излучения это между тепловым инфракрасным излучением и частотами сотовой связи, радио- и телевещания. Микроволновое реликтовое излучение изотропно с точностью до 0,01 %. Именно об этом говорит чередование «теплых» оранжевых  и «холодных» синих областей на радиокартах космических аппаратов. Оно обладает некоторой анизотропией в малых масштабах.
 
В 2010 году обсерватория закончила свою миссию. Так же, как когда-то WMAP сменил на своем посту космическую обсерваторию COBE (Cosmic Background Explorer), также известную как Explorer 66, так и его заменила более чувствительная и современная европейская обсерватория «Планк» (Planck), размещенная в той же точке L2. Planck имеет более высокую чувствительность и работает с более широким диапазоном частот.
 


Сравнение результатов от COBE, WMAP и Planck. Иллюстрация того, насколько отличается чувствительность их измерительных приборов. / wikipedia.org